Les procédés de dépôt de couches minces optiques par voie physique ou par voie sol-gel présentent par nature des limitations pour la réalisation de revêtements épais (>1 µm) et ont alors recours à des empilements multicouches pour la préparation de miroirs diélectriques ou de polariseurs. C'est pour ces raisons qu'il est intéressant d'étudier les conditions permettant d'augmenter l'épaisseur critique des films sol-gel notamment. Après avoir étudié la capacité d'empilements des couches colloïdales, trois principaux paramètres ont été identifiés permettant d'augmenter l'épaisseur critique d'empilements monomatériaux et multimatériaux. Ces paramètres sont : l'épaisseur déposée,les interactions chimiques entre les particules et le temps de séchage du film. Ils influencent la microstructure des empilements et par conséquent les propriétés optiques et mécaniques. En contrôlant tous ces paramètres, nous avons montré qu'il est possible de préparer des empilements colloïdaux de fortes épaisseurs ouvrent la voie à la préparation sol-gel de miroirs de hautes performances et/ou de polariseurs. En outre, un développement spécifique de méthodes de caractérisations optiques et mécaniques a été nécessaire pour l'étude de ces films sol-gel, à la fois minces et fragiles. / Main optical deposition processes, physical vapor deposition or sol-gel, exhibit difficulties of achieving thick coatings (>1 µm) and to build multilayer stacks (dielectric mirrors, polarizers). For these reasons, we have studied the conditions to enable a significative increase of deposited sol-gel films thickness. Three main parameters have been evidenced enabling the control of the stacking ability : single layer deposited thickness, chemical interactions beetween nanoparticles and coating drying time. We have shown that these parameters depend on the sol composition and on deposition conditions (process) and that the microstructure of single material stacking is influenced. Optical and mechanical properties of sol-gel films have been studied and optimized regarding these different material and process parameters. For this reason, optical and mechanical characterization techniques have been specifically developed and can now be used for fragile and thin film characterization. In controlling all these parameters, it is now possible to prepare multilayer colloidal stack with high thicknesses enabling the fabrication of high-performance mirrors and polarizers.

Dans les centrales solaires à concentration, le flux solaire est concentré sur des récepteurs pour chauffer un fluide de transfert jusqu’à 600°C. Dans le but d’améliorer leurs propriétés optiques, ces récepteurs peuvent être recouverts par des revêtements multicouches à sélectivité spectrale. Ces travaux portent sur le développement de structures optiquement sélectives innovantes, absorbantes dans le domaine du rayonnement visible et proche infrarouge (faible réflectivité) et peu émissives (forte réflectivité) pour le rayonnement infrarouge. Nous avons développé des empilements multicouches associant un métal réfractaire avec une céramique ce qui permet d’améliorer l’absorption dans le visible ainsi que la stabilité thermique. Les couches sont déposées par plasma combinant la PACVD et la PVD. L’étude de faisabilité du procédé transférable à l’industrie, son développement et son optimisation via la conception d’un réacteur innovant, le dépôt et la caractérisation des couches, leur association dans des empilements optiquement sélectifs performants et l’étude de leur vieillissement ont été réalisés. / In concentrated solar power (CSP) plants, solar flux is concentrated on receivers to heat a transfer fluid up to 600°C. In order to improve their optical properties, these receivers can be covered by multilayered spectrally selective coatings. This work is devoted to designing and developing innovative spectrally selective structures showing strong absorption (low reflectivity) in the visible and near infrared range and low emissivity (high reflectivity) in the infrared range. We developed such stacks associating a refractory metal with high IR reflectivity and a ceramic which improves absorption in the visible range and thermal stability. The coatings were synthesized by plasma techniques, combining PACVD and PVD. Pre-industrial process feasibility, its development and optimization through the design of an innovative reactor, layer deposition and characterization, their combination in efficient optically selective stacks and the study of their aging have been achieved.