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1 IMP - Ingénierie des Matériaux Polymères - Site INSA Lyon

Abstract : The cooling sector is in constant expansion, the current system is based on the compression-decompression of fluids. In front of environmental and economic problems of this system nature of frigorigen fluids and their recycling, noise and vibration issues, restrictive regulations, new alternative technological solutions emerge. Thus this thesis provides new cooling systems based on the magnetocaloric and electrocaloric effects respectively present in thin films of fluoropolymer and composites with polymer matrix and magnetocaloric loads. Through physicochemical, electrical, electrocaloric and magnetocaloric characterizations, this work intends to identify the origin of electrocaloric effect in thin terpolymer films PVDF-TrFE-CTFE which is a ferroelectric relaxor, but also to study the influence of the magnetocaloric particles LaFe,SiH dispersion in a polymer matrix of polypropylene on the magnetocaloric phenomenon. In addition, as part of this thesis, a direct measurement device of the electrocaloric effect was developed with Dr. Basso from the INRIM of Turin. The comparison with the indirect measurement method comes up with this phenomenon from a thermodynamic point of view to take stock of the validity of thermodynamic assumptions used in the case of a ferroelectric polymer relaxor.

Résumé : Le domaine du refroidissement est en constante expansion, le système actuel est basé sur la compression-décompression des fluides. Face aux problèmes environnementaux et économiques que ce système présente natures des fluides frigorigènes et leurs recyclages, nuisances sonores et vibratoires, réglementations contraignantes, de nouvelles solutions techniques alternatives émergent. Ainsi ce travail de thèse porte sur de nouveaux systèmes de refroidissement basés sur les effets électrocalorique et magnétocalorique, respectivement présents dans des films minces de polymère fluoré et dans des composites à matrice polymère et à charges magnétocaloriques. A travers des caractérisations physico-chimiques, électriques, électrocaloriques et magnétocaloriques ces travaux se proposent d’identifier l’origine de l’effet électrocalorique dans des films minces de terpolymère PVDF-TrFE-CTFE ferroélectrique relaxeur, mais également d’étudier l’influence de la dispersion des particules magnétocaloriques LaFe,SiH dans une matrice polymère de polypropylène sur le phénomène magnétocalorique. De plus, dans le cadre de cette thèse, un appareil de mesure directe de l’effet électrocalorique a été développé avec le Dr. Basso de l’INRIM de Turin. La comparaison avec la méthode de mesure indirecte permet d’aborder ce phénomène d’un point de vue thermodynamique afin de faire le point sur la validité des hypothèses thermodynamiques utilisées dans le cas d’un polymère ferroélectrique relaxeur.

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Keywords : Magnetocaloric effect Cooling system Electrocaloric effect Magnetocaloric particle Electrocaloric material Magnetocaloric material Polymer matrix composite Thin film Fluorinated terpolymer Polypropylene matrix

Mots-clés : Materiau électrocalorique Matériau magnétocalorique Composite à matrice polymère Film mince Terpolymère fluoré Matrice polypropylène Particule magnétocalorique LaFe SIH Effet électrocalorique Effet magnétocalorique Application industrielle Système de refroidissement





Autor: Florence Russo -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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