Pascale Armand
- Permanent/chercheur
Chargée de Recherche Hors Classe
I. A propos
Habilitation à Diriger des Recherches (11 Mars 1999)
Doctorat “Chimie des Matériaux ” (9 Juillet 1992)
Partie à remplir par le scientifique
II. Activités de recherche
Méthodologie proposée pour une étude approfondie des systèmes désordonnés
Le développement et la synthèse de nouveaux matériaux inorganiques fonctionnels couplé à l'étude de leur structure par des techniques de caractérisations adaptées, représentent une grande part de mon activité de recherche "matériaux désorganisés, relation structure / propriétés". Outre les spectroscopies conventionnelles (infra-rouge, Raman, Mössbauer, RMN...), j’utilise des techniques de caractérisation complémentaires utilisant le rayonnement synchrotron ou les neutrons. La possibilité de coupler les méthodes de synthèse/croissance d’un matériau solide avec plusieurs techniques de caractérisations en fonction de la température, de la pression ou du champ électrique me permet d’appréhender l’étude d’une phase solide depuis sa conception jusqu’à ses applications potentielles.
En 2002, j’ai débuté un nouveau projet de recherche centré sur l’étude de la relation « structure – propriété » de matériaux oxydes massifs pour des applications technologiques à très haute température dans le domaine de l’optique non linéaire et/ou de la piézoélectricité. Cette activité concerne la croissance, la caractérisation et l’étude du comportement de monocristaux oxydes fonctionnels appliqués, entre autre, au développement de matériaux piézoélectriques de la famille du quartz.
Depuis Janvier 2021, je prends également part à un projet de recherche dont la thématique est :
Relation structure-propriétés dans les matériaux Chalcogénures à changements de phase
Dans le domaine du Stockage de l’Information, les tellurures à changement de phase jouent un rôle primordial pour le développement de mémoires électriques. Pour optimiser ces matériaux, il est nécessaire de mieux comprendre leur structure qui contient des lacunes et la nature de leurs liaisons chimiques (notion de liaisons métavalentes). Pour appréhender la relation structure-propriétés dans ces matériaux, des caractérisations expérimentales (grands instruments, RMN du Solide) sont couplées à des calculs théoriques.
Le nouveau GdR CHALCO a pour vocation de réunir l’ensemble de la communauté française académique et industrielle travaillant autour de cette famille de matériaux aux propriétés uniques que sont les chalcogénures.
- De 2014 à 2019 un projet ANR d’acronyme PIEMON qui s’inscrivait dans le défi sociétal ʺStimuler le renouveau industrielʺ : GeO2: PIEzoélectrique à haut coefficient de couplage pour des applications à très haute température. Procédé de croissance industriel associé pour l’obtention de MONocristaux de haute qualité optique de grandes dimensions.
Le projet PIEMON a permis de mettre en place une filière de croissance préindustrielle de monocristaux de α-GeO2 de grande qualité cristalline. Pour la première fois, les constantes piézoélectriques et les propriétés diélectriques ont été mesurées avec une bonne reproductibilité sur des lames orientées, jusqu’à des températures de 600°C. Cette limite en température étant due principalement à la cellule de mesures (et au type de connexions), des mesures complémentaires à plus haute température sont envisageables. A partir de la base de données complète du a-GeO2 établie au cours du projet, les modèles analytiques permettant de prédire les comportements en température des résonateurs en extension/compression et en flexion ainsi que leurs pertes thermoélastiques ont été établis. Ces premières simulations ont montré des comportements en températures des fréquences de résonance de l’ordre de 20 ppm/°C (variation relative de fréquence) dans les axes cristallographiques ce qui démontre un matériau très stable en température.
- Projet ANR retenu en 2021 qui s’intitule ʺOVERHEAT : a-GeO2 un nouVEau matéRiau pour des capteurs SAW passifs utilisables à très Hautes tEmperATures ʺ. Je suis dans l’équipe porteuse du projet et je suis impliquée dans plusieurs tâches scientifiques.
Ce projet d’une durée de 48 mois a pour objectif l’étude, la conception et l’évaluation d’un capteur de température piézoélectrique SAW miniaturisé opérant sans fils ni batterie, exploitable dans une gamme de très hautes températures (600 – 1000 °C) et dans des environnements sévères, en particulier dans des atmosphères oxydantes et/ou sous irradiation. Ce capteur sera à base du matériau non-ferroélectrique a-GeO2 chimiquement et structurellement stable jusqu’à 1000 °C, neutre pour l’environnement et dont la cristallogenèse est validée par la technique du flux.
Compte tenu de la forte demande des industriels pour instrumenter les systèmes fonctionnant à haute température, ce type de capteurs de température interrogeable à distance se positionnerait sur des marchés à forte valeur ajoutée comme par exemples le suivi de procédé chimique, l’instrumentation dans la production d’énergie (Alstom, General Electric et Safran). En effet, pour ces applications dans les domaines de l’énergie (comprenant l’énergie nucléaire), de la défense, de l’aérospatiale ainsi que pour les industries qui utilisent les hautes températures dans leur système de production, les dispositifs piézoélectriques SAW intégrant ce nouveau monocristal et ne nécessitant pas de fils de connexion pourraient apporter un véritable gain de qualité et générer un chiffre d’affaire de plusieurs dizaines de millions d’Euros.
III. Production scientifique
