Cette thèse a été préparée au sein de l'équipe Interfaces et Matériaux Fonctionnels du Laboratoire de Génie de Production de l'Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tarbes

Sélim Dagdag

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8

• mémoire

Cette thèse a été préparée au sein de l'équipe Interfaces et Matériaux Fonctionnels du Laboratoire de Génie de Production de l'Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tarbes 47, Avenue d'Azereix – B.P. 1629 – 65016 TARBES Cedex N°d'ordre : 2314 THESE Présentée pour obtenir LE TITRE DE DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE Ecole doctorale : Matériaux – Structure - Mécanique Spécialité Science et Génie des Matériaux Par Sélim DAGDAG MATERIAUX ET REVETEMENTS CERAMIQUES MULTIFONCTIONNELS PAR PECVD ET SPS POUR L'INTEGRATION DE PUISSANCE HAUTE TEMPERATURE-HAUTE TENSION. SOUTENUE LE 20 DECEMBRE 2005 DEVANT LE JURY COMPOSE DE: Président : J. DURAND Directeur de Recherche CNRS, IEM Montpellier Rapporteurs: J.-F. BAUMARD Professeur, ENSCI Limoges J GALY Directeur de Recherche Emérite, CEMES Toulouse Examinateurs: M. FERRATO Ingénieur R&D, Société Boostec Industries Bazet J. ALEXIS Maître de conférences, ENI Tarbes J.-A. PETIT Professeur, ENI Tarbes

• travail exceptionnel


• porte du laboratoire


• équipe plasma


• matériaux fonctionnels du laboratoire de génie de production


• propriétés mécaniques des couches minces


• directeur de la recherche


• caractérisation diélectrique des matériaux

Sujets

• Mémoire
• Adrián
• Montpellier
• Ferdinand
• Institut de France
• Béguin

Informations

• Publié par: profil-feym-2012
• Publié le: 01 décembre 2005
• Nombre de lectures: 65
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 5 Mo

Extrait

N°d’ordre : 2314



THESE

Présentée pour obtenir

LE TITRE DE DOCTEUR DE L’INSTITUT NATIONAL
POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE

Ecole doctorale : Matériaux – Structure - Mécanique

Spécialité Science et Génie des Matériaux

Par

Sélim DAGDAG


MATERIAUX ET REVETEMENTS CERAMIQUES MULTIFONCTIONNELS
PAR PECVD ET SPS POUR L’INTEGRATION DE PUISSANCE HAUTE
TEMPERATURE-HAUTE TENSION.



SOUTENUE LE 20 DECEMBRE 2005 DEVANT LE JURY COMPOSE DE:

Président : J. DURAND Directeur de Recherche CNRS, IEM Montpellier

Rapporteurs: J.-F. BAUMARD Professeur, ENSCI Limoges
J GALY Directeur de Recherche Emérite, CEMES Toulouse


Examinateurs: M. FERRATO Ingénieur R&D, Société Boostec Industries Bazet
J. ALEXIS Maître de conférences, ENI Tarbes
J.-A. PETIT Professeur, ENI Tarbes

Cette thèse a été préparée au sein de l’équipe Interfaces et Matériaux Fonctionnels du Laboratoire de Génie de Production
de l’Ecole Nationale d’Ingénieurs de Tarbes
47, Avenue d’Azereix – B.P. 1629 – 65016 TARBES Cedex

« La meilleure preuve de l’existence d’un lien de causalité entre
deux phénomènes consiste à montrer que l’apparition de l’un
de ces phénomènes permet toujours de prédire à l’avance
l’apparition de l’autre »

Max Planck
















A ma mère, mes frères et mes sœurs
qui m’ont toujours soutenu et encouragé

REMERCIEMENTS
Ce travail de thèse est issu d’une convention CIFRE entre le Laboratoire de Génie de
Production de l’ENI de Tarbes, BOOSTEC Industries située à Bazet (65) et l’ANRT dans le
cadre du laboratoire de recherche commun PEARL consacré aux problématiques d’Alstom
Transport relatives aux composants de puissance.

Je remercie tout d’abord Daniel NOYES, Directeur du laboratoire de Génie de
Production de l’ENIT, de m’avoir accueilli au sein du LGP. Je voudrais mettre en avant
Jacques-Alain PETIT, Professeur des Universités à l’ENIT et responsable de l’équipe
Interfaces et Matériaux Fonctionnels, pour m’avoir fait confiance tout au long de ces 3
années, m’avoir permis de travailler avec des procédés très innovants, avoir pris des
orientations et effectué des choix décisifs pour la réussite de ce travail, et enfin pour son
implication lors de la mise en œuvre du mémoire. Mes remerciements vont aussi à Joël
ALEXIS, Maître de Conférences à l’ENIT, dont l’apport complémentaire à celui de mon
directeur de thèse a été décisif dans la réussite de ce travail. Toute ma gratitude et ma
sympathie s’adressent à Jean-Denis BEGUIN, Ingénieur d’Etude au sein de l’équipe IMF et
camarade de bureau, pour sa forte implication tout au long de ces 3 années qui a été
déterminante dans l’aboutissement de ce travail, pour sa boulimie des sciences, pour nos
nombreuses discussions sans fin et maux de crâne autour du tableau blanc, pour m’avoir enfin
fait bénéficier de ses compétences en microscopie à force atomique et en diffraction des
rayons X. Je remercie aussi Denise ADRIAN pour m’avoir formé en microscopie électronique
à balayage mais également des mesures effectuées, de son aide et pour sa grande disponibilité,
Jenny BOUFFETTE de son soutien, Beñat ETCHEVERRY à qui je souhaite bonne chance
pour la fin, Cyrille FERDINAND avec qui j’ai fait le chemin depuis le DEA, Louis
IGLESIAS, et Zéline HERVIER pour avoir fait de ces 3 années un souvenir inoubliable. Je
voudrais enfin remercier tous les membres du LGP et de l’équipe IMF, et plus
particulièrement Mariana du travail réalisé sur l’étude de l’adhérence des revêtements,
Philippe STEMPFLE, Maître de Conférences à l’ENIT, pour nos nombreuses discussions
scientifiques sur les propriétés mécaniques des couches minces et Abdallah HABBADI,
Maître de Conférences à l’ENIT, pour ses conseils dans le domaine électrique.

Pierre DENY, Président Directeur Général de Boostec Industries, m’a accueilli au sein
de son entreprise, je l’en remercie ainsi qu’Anne PAIN. Il est important de souligner l’apport

de Marc FERRATO, Ingénieur Recherche et Développement, pour m’avoir suivi au cours de
ces 3 ans, j’ai apprécié sa curiosité scientifique, ses conseils et son énergie positive. Je
remercie chaleureusement Rose-Marie et Jessica, mais également Henry et Lilou pour leur
aide et leur grande disponibilité, en soulignant l’accueil et la sympathie manifestés à mon
égard par l’ensemble du personnel de Boostec qui réalise un travail exceptionnel.

Le laboratoire PEARL a été le cadre de ce travail. Je remercie Michel MERMET-
GUYENNET, Directeur Technique du laboratoire PEARL, de m’avoir exprimé sa confiance
lors de cette étude. Je voudrais ensuite remercier et saluer la fabuleuse équipe
d’accompagnateurs du laboratoire PEARL pour leur travail, leur disponibilité, leur envie de
partager leurs connaissances et surtout pour l’excellente ambiance de travail générée par ses
membres. Et je voudrais tout particulièrement remercier Axel RUMEAU de notre
collaboration pour la mesure des propriétés électriques des échantillons sur le site de PEARL.

L’institut Européen des Membranes à Montpellier a été pour moi comme un second
laboratoire d’accueil qui m’a intégré comme un élément du laboratoire. A ce titre, je tiens à
saluer tout le personnel pour la grande sympathie manifestée à mon égard. J’exprime toute ma
gratitude et mes sincères remerciements à Jean DURAND, Directeur de Recherche et
responsable de l’équipe Plasma, de m’avoir transmis ses connaissances en partageant son
savoir sans concession. Je pense également à Vincent ROUESSAC pour le savoir faire qu’il a
pu me transmettre et pour nos collaborations afin d’apprivoiser et de maîtriser le réacteur de
déposition. Je n’oublie pas Didier COT dont j’ai profité de l’expérience pour des examens au
MEB, et Arie VAN DER LEE pour l’ensemble des mesures réalisées en diffraction et
réflectométrie X.

Je voudrais par ailleurs remercier Thierry LEBEY, Directeur de Recherche au
Laboratoire de Génie Electrique de Toulouse, pour l’intérêt manifesté à l’égard de ce travail et
m’avoir ouvert les portes du laboratoire pour réaliser les diverses caractérisations électriques
nécessaires à la réalisation de ce travail, ainsi que pour le cours particulier sur les propriétés
diélectriques des matériaux. J’adresse mes remerciements à Sorin DINCULESCU, et plus
particulièrement à Vincent BLEY pour leur disponibilité et leur aide lors de la phase de
caractérisation diélectrique des matériaux. Je voudrai saluer les sympathiques doctorants que
j’ai pu rencontrer là-bas pour leur accueil, SAMIR, AUDREY, FABRICE et QUANG.


Je remercie tout particulièrement Jean GALY, Directeur de Recherche Emerite au
CEMES, d’avoir été le point d’ancrage de toute l’étude de frittage flash et d’avoir facilité
l’utilisation de la plateforme PNF2. Je voudrais aussi remercier Mats NYGREN, spécialiste
international du frittage flash, de son accueil à Stockholm et de m’avoir permis de réaliser un
grand nombre d’échantillons à l’instigation de Jean Galy. J’adresse mes remerciements à
Claude ESTOURNES et Gwenaëlle RAIMBEAUX, pour la réalisation d’échantillons
complémentaires sur l’installation PNF2.

Enfin, j’exprime ma reconnaissance à Rémy DEDRYVERE de m’avoir permis de
caractériser mes échantillons par XPS au LCTPCM à Pau et Samuel LESKO, Ingénieur
Application de VEECO, pour la réalisation des mesures électriques à l’aide du microscope à
force atomique.

Sommaire
INTRODUCTION................................................................................................................................. 1
CHAPITRE I ......................................................................................................................................... 3
I. PROBLEMATIQUE DU REFROIDISSEMENT DES CONVERTISSEURS DE
PUISSANCE HAUTE TEMPERATURE – HAUTE TENSION...................................................... 4
A. LA CHAINE DE TRACTION FERROVIAIRE ..................................................................................... 4
1. Le convertisseur de puissance......................................................