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CNRS : THÈSE DE DOCTORAT EN SCIENCE POUR L'INGÉNIEUR: CONCEPTION ET INTÉGRATION DE CAVITÉS RADIATIVES P (H/F)

Poste
Thèse / Post-doctorat (36 mois) - Cadre
Niveau d'étude
Bac+5 (Master / Ingénieur)
Activité de l'entreprise
Administrations et services publics
Localisation
Font-Romeu-Odeillo-Via (66, Pyrenees-Orientales)

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Présentation de la société : CNRS

Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Missions

Sujet de thèse :
Les systèmes thermophotovoltaïques (TPV) transforment le rayonnement thermique émis par une surface chaude en électricité à l'aide de cellules photovoltaïques à faible bande interdite. En convertissant directement la chaleur à haute température en électricité, les systèmes TPV offrent une voie prometteuse pour une conversion d'énergie compacte et à haut rendement.
Ces dernières années, des progrès rapides ont été réalisés en matière de performances des cellules TPV, avec des rendements records dépassant 40 % en conditions de laboratoire. Cependant, la transposition de ces avancées en systèmes complets de conversion d'énergie reste un défi majeur. En particulier, le rendement d'un système TPV dépend non seulement des cellules elles-mêmes, mais aussi de la manière dont le rayonnement thermique est transféré de l'émetteur vers les cellules.
Un élément clé à cet égard est la cavité radiative entourant l'émetteur. Cette cavité contrôle la manière dont le rayonnement thermique est échangé entre l'émetteur et les cellules photovoltaïques, influençant la distribution spatiale du flux radiatif, le recyclage des photons et les pertes optiques. Sa géométrie et ses propriétés optiques jouent donc un rôle central dans la détermination du rendement global du sous-système.
La conception de telles cavités est un problème complexe qui combine le transfert de chaleur par rayonnement, l'ingénierie optique et la conception de systèmes à haute température. Alors que les modèles simplifiés supposent souvent des géométries idéalisées ou des émetteurs et réflecteurs parfaits, les systèmes réels doivent tenir compte des pertes, des distributions de flux non uniformes, des limitations des matériaux et des contraintes expérimentales. Le développement d'architectures de cavités réalistes et leur validation expérimentale constituent donc une étape essentielle vers la conversion énergétique TPV pratique.
Cette thèse aborde un défi central de l'ingénierie thermophotovoltaïque : comment concevoir des cavités radiatives qui couplent efficacement des émetteurs à haute température à des cellules TPV dans des systèmes expérimentaux réalistes.
D'un point de vue scientifique, les cavités radiatives constituent une plateforme riche pour l'étude du transfert de chaleur par rayonnement dans des géométries confinées. L'échange de rayonnement thermique au sein de ces cavités dépend de la géométrie, des propriétés de surface et des distributions de température, et nécessite souvent des outils de modélisation avancés pour être décrit avec précision.
D'un point de vue technologique, l'optimisation des cavités radiatives est essentielle pour améliorer les performances des sous-systèmes TPV. Une conception efficace des cavités doit maximiser le flux de photons utiles atteignant les cellules tout en minimisant les pertes optiques et thermiques.
Malgré leur importance, relativement peu d'études expérimentales ont exploré des arc
Voir plus sur le site emploi.cnrs.fr…

Conditions particulières d'exercice

Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers) , en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Profil recherché

Contraintes et risques :
Pas de contrainte ni de risque associé

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