Projets de Recherches

 Axe de recherche de l’équipe

Développement de procédés et de matériaux multifonctionnels pour des applications durables. Cet axe de recherche se concentre sur la conception, la synthèse et l'optimisation de matériaux novateurs qui peuvent répondre à des besoins technologiques actuels tout en contribuant à des solutions durables pour l'environnement, la nanomédicine et l’énergie.

Objectifs

Objectif 1 : Développement de Matériaux Innovants

• Concevoir, synthétiser et caractériser de nouveaux matériaux multifonctionnels pour des applications avancées sous formes de cristaux, matériaux vitreux, nanofibres, core-shells, couches minces, membranes, composites ...

• Valorisation des ressources naturelles, en particulier les terres rares dans les phosphates et le phosphogypse et l’utilisation les bioressources pour la conception de biomembranes et biocapteurs.

Objectif 2 : Promotion de l'Innovation Technologique

• Appliquer ces matériaux innovants dans diverses technologies de pointe, y compris l'électronique, l'énergie, la nanomédecine et l’environnement.

• Favoriser la protection de la propriété intellectuelle grâce au dépôt de brevets pour les développements significatifs.

Objectif 3 : Contribution à l'Économie Circulaire

• Valoriser les ressources naturelles par extraction des éléments de terres rares à partir du phosphate naturel et du phosphogypse (Priorités nationales).

• Réduire les rejets industriels et promouvoir l'économie circulaire en recyclant les eaux usées et les métaux précieux.

Objectif 4 : Innovation dans les Matériaux Intelligents

• Exploiter des matériaux intelligents pour créer des textiles intelligents capables de réagir à une variété de stimuli.

• Appliquer ces textiles intelligents dans diverses applications, de l'automobile à la médecine.

• Conception des capteurs (sensors) pour le packaging / détection des gaz

Objectif 5 : Formation et Partage des Connaissances 6

• Former et éduquer la prochaine génération de chercheurs et de professionnels dans les domaines des matériaux multifonctionnels, intelligents et des procédés de traitement et de valorisation.

• Partager les connaissances à travers la recherche, les publications scientifiques, la collaboration et la diffusion des résultats de la recherche.

• Acquisition des notions essentielles en Entrepreneuriat et valorisation de la recherche.

• Appui à l'innovation et initiation aux principes de la Propriété intellectuelle.

Résultats acquis :

- 01 habilitation soutenue

- 11 thèses soutenues

- 03 mastères soutenus

- 14 conventions interlaboratoires signées

- 08 conventions signés avec le monde socioéconomique

- 07 actes d’expertise

- 77 publications

- 35 communications

- 07 chapitres

- Une Spinoff en cours de montage (projet sélectionné par l’AUF 2022)

- Un projet Mobidoc 2022-2023

- Projets soumis : PRF, Excellence, Jeune chercheur, Tunger, Prima, ARICA, 02 MobiDocs

- Projet Prima 2023 sélectionné 1ère phase (partenaire)

- Projet CRP (coordinated research project) de partenariat entre CNRSM ; INRAP et CNSTN

- Co-organisation de deux congrès (CIRAT9 et TJS2020).

- Contribution à la mise en place de l’ISO 9001

- Responsabilité scientifique et gestion des équipements lourds : MEB, DRX, Absorption atomique, FTIR-ATR, Spectrofluorimètre.

- Installation d’une nouvelle technique de conception des nanofibres par électrofilage.

- Formations et contribution des membres de l’équipe dans la mise en place d’un système de qualité ISO 9001 au CNRSM

Projet 2: Matériaux luminescents pour l’éclairage LEDs et pour la conversion de l’énergie

2 ème équipe :Nom du responsable : Sana Hraiech: Maître de Conférences

- Composition de l’équipe en corps A, B, Etudiants encadrés :

2 Maîtres de Conférences: Sana Hraiech et  Ahlem Garbout

1 Maître Assistant: Faîçal khlissa

03 Doctorants: Oumayma Ayari, Hadil BenRejeb, Houda ElBarhoumi

Résumé du programme Au contrat programme de laboratoire 2020-2023,

le projet de cette équipe était l'objet de deux thématiques :

Thématique 1: Matériaux à base d’oxydes et de phosphates dopés aux ions terres rares pour l’éclairage à LEDs.

Thématique 2: Matériaux vitreux pour la photovoltaïque : la conversion photonique.

Objectifs

• La synthèse de nouveaux matériaux luminescents destinés à être utilisés comme phosphores pour l’éclairage à LEDs.

• La caractérisation structurale et optique des matériaux préparés.

• L'optimisation des propriétés physiques et optiques des verres de phosphate dans le but de développer des sources lasers RGB (Red-Green-Blue) miniaturisées pour l’affichage et pour l’amélioration du rendement des cellules photovoltaïques au travers de la conversion de fréquence de l’énergie solaire.

Résultats acquis

Thématique 1:

Ces travaux portent sur la luminescence d’ions activateurs tels que l’europium et le samarium trivalents au sein de composés titanates afin d’évaluer leurs intérêts en vue d’une utilisation dans les applications précédemment décrites.

- Synthèse des solutions solides pures du type (Y1-xLnx)2Ti2O7 avec (Ln = Eu et Sm).

- Des analyses structurales et des propriétés morphologiques des poudres ont été menées. Le contrôle de cristallisation ainsi que l’identification des phases cristallisées ont été étudiés par diffraction de rayons X sur poudre et par la spectroscopie de 9 diffusion Raman. Cette étape est nécessaire afin d’avoir une idée sur les phases pouvant être cristallisées dans les poudres durant le traitement thermique.

- Les différents outils de caractérisation structurale employés pour nos études, que sont la diffraction de rayons X, la spectrométrie Raman, la spectroscopie IR et l’analyse par microscopie électronique à balayage.

- L’affinement Rietveld des diffractogrammes des solutions solides élaborées a été réalisé.

- Les propriétés de luminescence sous excitation UV de ces luminophores ont été étudiées par spectrofluorimétrie. En effet, la luminescence des ions europium et samarium est liée à la symétrie des sites qu’ils occupent. Une appréhension avec les outils cristallographiques permet de mettre en évidence les relations structurespropriétés si nécessaires à la compréhension des propriétés de luminescence de ces matériaux.

- Bien que la matrice employée dispose d’importantes capacités de substitution et de dopage, les matériaux luminophores à base de lanthanides présentent une concentration optimale en éléments activateurs. Il est en effet difficile de créer une émission lumineuse efficace lorsque la concentration en éléments actifs est trop faible. De la même manière, une concentration trop importante de ces éléments actifs engendre également une diminution de l’intensité du signal lumineux.

- Synthèse et caractérisation des phosphates des familles polyphosphate ALn(PO3)4 et ultraphosphate LnP5O14.

- Etude des propriétés spectroscopiques des matériaux élaborés.

Thématique 2:

- Des verres de phosphates codopés Pr3+ -Yb3+ ont été synthétisés et les résultats de luminescence ont montré que ces verres peuvent être des bons candidats pour des capteurs de températures en se basant sur Whispering Gallery Modes (WGM).

- Des verres de phosphates co-dopés Ce3+ -Sm3+, Ce3+ -Tb3+ et Yb3+ -Tb3+ ont été élaborés. Les mesures de luminescence, des déclins de fluorescence et de réflectivité, ont montré que les verres co-dopés Ce3+ -Sm3+ et Ce3+ -Tb3+ peuvent être utilisés comme une couche antireflet et de conversion sur la face avant dans le but de réduire considérablement les pertes optiques. Les verres de phosphates co-dopés Yb3+ -Tb3+ peuvent agir comme une couche de conversion sur la face arrière de la cellule photovoltaïque permettant d’exploiter la gamme proche infrarouge. 10

- Des verres de phosphates dopés Sm3+ ont été synthétisés. Les mesures de luminescence ont montré que ces verres peuvent être utilisés comme des matériaux lasers, matériaux prometteurs pour les amplifications optiques et offrent des perspectives pour les applications photoniques. Les coordonnées de chromaticité CIE ont été calculées et il a été constaté que tous les verres préparés conviennent au développement de lasers visibles dans la région spectrale orange-rouge.