Études de carbones fibreux pour le stockage compact d'énergie à haute température

Dans cette these, des carbones fibreux d’origine renouvelable ou synthetique sous forme de structures poreuses souples ou rigides ont ete etudies en detail afin d’evaluer leur utilisation future comme matrices hotes de materiaux a changement de phase pour des applications de stockage d’energie thermique. Differents carbones fibreux commerciaux ont ete classes par familles, leurs morphologies et leurs proprietes physiques et structurales ont ete entierement caracterisees, et leur stabilite chimique a ete testee dans des sels de lithium fondus, avant et apres depot chimique en phase vapeur de pyrocarbone. Des methodologies classiques ou nouvelles ont ete proposees pour caracteriser les proprietes des carbones fibreux en ce qui concerne leur effet sur la preparation et les performances d’un materiau hybride: carbone / materiau a changement de phase. L’utilisation de differents modeles empiriques et analytiques a egalement ete presentee afin de determiner les grandeurs caracteristiques non directement mesurables de ces materiaux, telles que le module elastique des feutres souples et la tortuosite, et de valider la precision des resultats experimentaux, tous avec un tres bon caractere predictif. L’attractivite des materiaux est due a leur: (i) legerete et structure hautement poreuse, avec des proprietes physiques remarquables; (ii) resistance a l’oxydation; (iii) aptitude a etre modifies. En effet, il apparait que des carbones fibreux avec des caracteristiques ameliorees en termes de transfert thermique, resistance mecanique et stabilite chimique peuvent etre obtenus et pourraient produire, sans perte sensible de porosite et donc de densite d’energie thermique stockee, de meilleurs materiaux hybrides. Enfin, si les travaux presentes ici ont un impact direct sur la mise en œuvre future de carbones fibreux dans les applications de stockage d’energie thermique, les resultats obtenus pourraient aussi etre utilises dans de nombreux autres domaines.