L’objectif de cette thèse est de développer la caractérisation et le diagnostic non destructif de microbatteries « tout solide » par spectroscopie d’impédance électrochimique. Ces travaux s’appuient sur des microbatteries commerciales EnFilmTM EFL700A39, basées sur une architecture lithium métal Li/LiPON/LiCoO2. La caractérisation unitaire des couches actives, constituant ces microbatteries, a permis d’une part, d’identifier les principales propriétés de transport des ions Li+ dans l’électrolyte solide, et d’autre part, a permis de mettre en avant la présence de zones plus ou moins conductrices dans la couche active LiCoO2, pouvant engendrer des limitations électroniques et/ou ioniques lors du fonctionnement de la microbatterie. L’étude des microsystèmes complets par spectroscopie d’impédance électrochimique a ensuite été effectuée en fonction du taux de lithiation de l’électrode positive, du nombre de cycles, et du vieillissement calendaire de la microbatterie. Les résultats obtenus ont donné naissance à un circuit électrique équivalent permettant de modéliser le comportement (souvent indépendant) des différentes couches actives durant l’utilisation d’une microbatterie. Cette modélisation permet en outre de cibler les origines éventuelles de défaillances, soit après la fabrication, soit au cours du vieillissement d’une microbatterie. Les travaux additionnels effectués sur des systèmes lithium free (LiCoO2/LiPON/Cu) révèlent, quant à eux, une forte interaction électrochimique entre le lithium et le collecteur de cuivre (partiellement oxydé) et mettent en évidence l’importance capitale des premiers cycles de la cellule pour ses performances ultérieures / The goal of this work is to develop characterization and non-destructive diagnosis of all-solid-state lithium microbatteries, essentially by means of electrochemical impedance spectroscopy. This work is based on commercial microbatteries EnFilmTM EFL700A39, built with the lithium metal architecture Li/LiPON/LiCoO2. Firstly, the elemental characterization of active layers allowed us to identify the main properties of the ionic motion in the solid electrolyte layer. Secondly, characterization of the positive electrode (LiCoO2) revealed the existence of more or less conductive areas inside the layer. Theses areas can cause ionics or electronics limitations during battery operation. The study of the entire microsystems by electrochemical impedance spectroscopy was then performed according to lithiation rate (SOC), number of cycles, and battery aging. The results obtained allowed the building of an electrical equivalent circuit for modeling the behaviour of the different active layers of a microbattery in use. This model also allows targeting the origins of any failures after manufacturing or upon microbattery aging. Additional works on lithium free systems (LiCoO2/LiPON/Cu) reveals a strong electrochemical interaction between in situ deposited lithium and copper current collector (partially oxidized) and highlight the critical importance of the very first cycles of the cell for subsequent performance

La conversion d’énergie par effet thermoélectrique (TE), qui peut être utilisée pour convertir de la chaleur perdue en électricité, a reçu une attention soutenue ces dernières décennies. L’efficacité d’un système TE est caractérisé par le facteur de mérite adimensionnel, ZT=(S²σ/κ)T, où S, σ, κ, et T sont respectivement le coefficient Seebeck, la conductivité électrique, la conductivité thermique et la température absolue. Récemment, les matériaux à base de chalcogénures de cuivre ont attiré un intérêt au sein de la communauté de la thermoélectricité du fait de leur conductivité thermique faible, qui conduit à des propriétés thermoélectriques prometteuses. BiCuSeO et BaCu2Se2 sont deux de ces matériaux. Ils possèdent une conductivité thermique intrinsèquement très faible et un coefficient Seebeck élevé. Mais leur conductivité électrique est faible, ce qui limite l’amélioration de leurs propriétés thermoélectriques.Dans cette thèse, la conductivité électrique de BiCuSeO est améliorée par dopage par Ba et par texturation. Se est substitué à S dans BiCuSeO pour réduire les coûts et diminuer la conductivité thermique. Un dopage par Na est effectué dans BaCu2Se2 pour augmenter sa concentration de porteurs et améliorer sa conductivité électrique. / The thermoelectric (TE) energy conversion technology, which can be used to convert wasted heat into electricity, has received much attention in the past decade. The efficiency of TE devices is characterized by the dimensionless figure of merit ZT=(S²σ/κ)T, where S, σ, κ, and T are the Seebeck coefficient, the electrical conductivity, the thermal conductivity, and the absolute temperature, respectively.Recently, copper chalcogenides based materials have attracted extensive interest in the thermoelectric community due to low thermal conductivities, which lead to the promising excellent thermoelectric properties. BiCuSeO and BaCu2Se2 are two of them. They exhibit intrinsically very low thermal conductivity and large Seebeck coefficient. But their electrical conductivity is low, limiting the enhancement of their thermoelectric properties.In this thesis, Ba doping and texture are taken out in BiCuSeO to improve its electrical conductivity. Se is substituted by S in BiCuSeO to decrease its price and decrease its thermal conductivity. Na doping is taken out in BaCu2Se2 to increase its carrier concentration and improve its electrical conductivity.

Les molécules marquées aux isotopes stables, dont on peut assurer la traçabilité biologique grâce aux progrès récents des techniques analytiques, apportent de nouveaux moyens d’investigation du métabolisme. De nouveaux tests de diagnostics cliniques non invasifs sont, à ce jour, de pratique courante (ex. breath test à l’urée 13C). L’intérêt majeur des isotopes stables est évidemment leur innocuité vis-à-vis de l’organisme humain, contrairement aux produits radioactifs. Pour des raisons éthiques bien compréhensibles, l’usage de ces derniers est actuellement proscrit dans les essais in vivo chez l’homme ; dès lors, le développement de méthodes alternatives d’investigations métaboliques ou de diagnostics s’est révélé pertinent. L’objectif principal de notre étude est la mise au point d’un nouvel outil de suivi du métabolisme thyroïdien basé sur la double dilution de marqueurs isotopiques avec l’emploi de molécules marquées régio-sélectivement au carbone 13 (l’une est la sonde métabolique, la seconde le standard de quantification absolue). Les étapes développées sont les suivantes : 1.Biosynthèse du précurseur : la L-tyrosine contenant de 1 à 9 carbone 13 ; 2.Synthèse des hormones thyroïdiennes servant de traceurs biologiques ou de standards internes d’analyse (la thyroxine : 13C9 et 13C6-T4 ; la 3,3’,5-triiodothyronine : 13C9-T3) : optimisation de la voie de synthèse de façon à minimiser les pertes en réactifs marqués ; 3.Ingestion ou injection du traceur (13C6-T4) par l’animal ou par l’homme et collecte d’échantillons de plasma sur une période de temps donnée ; 4.Ajout du standard interne au plasma (13C9-T4 ou 13C9-T3) ; 5.Extraction par solvants, purification et dérivation des hormones thyroïdiennes (endogène, exogène et standard) du plasma ; 6.Analyse et quantification par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (par suivi des ions spécifiques de chaque entité moléculaire). L’optimisation instrumentale du protocole analytique GC-MS - à savoir la séparation chromatographique et la gestion des ions de masse en mode SIR - a été maîtrisée pour l’analyse de traces de T3 et T4 ; les limites de détection actuelles sont de l’ordre de 20 pg pour chacune des hormones. Une mise en œuvre de tests in vivo de 13C9-T4 comme traceur métabolique a été réalisée sur animaux sous contrôle vétérinaire avec la collaboration du Département de Biochimie Clinique de la « Royal Infirmary » d’Edinbourg. Ils nous ont permis de démontrer la faisabilité de la méthodologie (incorporation de la sonde et son suivi temporel) et la possibilité d’utiliser ces traceurs comme sondes chez l’homme. The principal objective of this thesis is the development of a new tool for the study of the thyroid metabolism based on double isotopic dilution technique with the use of two isotopomers of the same hormone enriched with distinct carbon 13 contents (one as metabolic tracer, the second as internal standard). The successive stages of the methodology are described below: 1.Biosynthesis of the starting material (L-tyrosine) enriched with 1 to 9 carbon 13; 2.Optimized synthesis of the thyroid hormones being used as biological tracers or analytical internal standards (thyroxine : 13C9 and 13C6-T4; 3,3',5-triiodothyronine : 13C9-T3); 3.Incorporation of the tracer (13C6-T4) by the patient and collect of samples of plasma over a given period of time; 4.Internal standard addition to plasma (13C9-T4 or 13C9-T3); 5.Solvent extraction, purification of the thyroid hormones (endogenous, tracer and standard) of the plasma; and derivatization of the thyroid hormones; 6.Analysis and quantification by gas chromatography coupled with mass spectrometry (by follow-up of the specific ions of each isotopomer), monitoring of (m/z) values 970/979 and 976/979 for thyroxine. The instrumental optimization of GC-MS analytical protocol - namely chromatographic separation and management of the ions of mass in SIR mode - was worked out for the analysis of traces of T3 and T4. The limit of detection is 20 pg for each molecule. A first implementation in in vivo tests of 13C9-T4 as a metabolic tracer was carried out under veterinary control on cats and rabbits thanks to the collaboration of the Clinical Department of Biochemistry of Royal Infirmary of Edinburgh. They enabled us to prove the feasibility of the methodology (incorporation of the probe and its temporal follow-up) and the possibility of using these tracers as probes for human beings.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Dynamique des Fluides : Toulouse, INPT : 2001. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 145 réf.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces : Poitiers : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 84 réf.

Thèse de doctorat : Sciences Chimique : Physico-Chimie de la Matière Condensée : Bordeaux 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse de doctorat : Sciences de l'ingénieur. Mécanique des matériaux : Metz : 1998.

Thèses (Ph.D.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2004. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Thèses (M.Sc.A.)--Université de Sherbrooke (Canada), 2001. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Th.--Chim. org., agrochim.--Toulouse--I.N.P., 1984. N°: 79.