Adsorption du gaz par les oxydes métalliques application oxyde de

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université des Sciences et de la Technologie d’Oran Mohamed BOUDIAF
Faculté des sciences
Département de physique
Spécialité : Physique Option : Technologie des Matériaux
et physique des dispositifs
MEMOIRE
Présenté par :
Mr. BENSASSI Kadda Benmokhtar
Pour l’obtention du diplôme de Magister en physique :
Thème
Devant la commission d’examen composée de :
Qualité nom et prénom grade Etabs d’origine
Président: Mr. HIADSI Saïd Professeur U.S.T.O (M B)
Rapporteur : Mr. HAMZAOUI Saad Professeur U.S.T.O (M B)
Examinateur: Mr. KADRI Dahane Professeur U.S.T.O (M B)
Examinateur: Mr. ADNANE Mohammed Professeur U.S.T.O (M B)
Année Universitaire 2012/2013
Adsorption du gaz par les oxydes métalliques application
oxyde de zinc et oxyde d’étain

Je dédie ce travail à mes très chers
Parents, ma fille et mes petits, et à tous les
membres de ma famille et à mes
chers amis.
Remerciements

Je remercie ALLAH le Tout-puissant de m’avoir donner le courage, la volonté et
la patience de mener à terme ce présent travail
Ce travail a été réalisé au laboratoire de Microscopie Electronique et Science des
Matériaux « LMESM » de l’université des Sciences et de la Technologie d’Oran « Mohamed
BOUDIAF ».
Je remercie infiniment et J’exprime ma profonde gratitude a mon rapporteur Monsieur
SAAD.Hamzaoui Professeur et directeur du laboratoire de Microscopie Electronique et Sciences
des Matériaux (L.M.E.S.M) à l’université des Sciences et de la Technologie d’Oran Mohammed
Boudiaf pour la confiance qu’il ma accordée en m’accueillent au sein de son laboratoire et
pour ses précieuse conseils et encouragements qui m’ont permis de mener à terme ce travail
.ils à mis à ma disposition tous les moyens disponibles au laboratoire et son soutien
inconditionnel, et pour ses qualités humaines exemplaires.
Je tiens à remercier Monsieur Saïd HIADSI Professeur à l’université des Sciences et de la
Technologie d’Oran Mohammed Boudiaf pour ses qualités humaines et d’avoir accepté de
présider mon jury de thèse.
Je tiens à remercier Monsieur Dahane KADRI Professeur à l’université des Sciences et de la
Technologie d’Oran Mohammed Boudiaf pour ses conseils ainsi que ces connaissances
scientifiques et d’avoir accepté de faire de mon jury de thèse.
Je tiens à remercier Monsieur Mohamed ADNANE Professeur à l’université des Sciences et
de la Technologie d’Oran Mohammed Boudiaf pour ses conseils ainsi que ces connaissances
scientifiques et d’avoir accepté de faire de mon jury de thèse.

Résumé
L’objectif de notre travail est l’élaboration d’un capteur de gaz a base d’oxyde
métallique (ZnO ,SnO2) Adsorption du gaz par les oxydes métalliques application oxyde de
zinc et oxyde d’étain .
nous avons élaboré nos films d’oxyde d’étain et film d’oxyde de zinc, par la
technique pyrolyse de spray sous la pression atmosphérique, les conditions de dépôt optimales
pour l’oxyde d’étain sont : Ts= 350-600 °C et [Sn+4]=0,5mol.l-1 pour l'oxyde de zinc pur
Ts=350-550 °C et [Zn+2] =0,5mol.l-1,et le débit du gaz porteur à 15 l/min. nous avons ensuite
effectué une série de caractérisations : mesures électrique et optique, DRX,EDX,et
microscopie électronique à balayage, les caractérisation électriques et optiques ont révélé que
la résistivité des films SnO2et ZnO diminue avec l’augmentation de la température, Le
spectre Raman obtenu démontre clairement que le composé ZnO est de structure hexagonal
(wurtzite) pour les cristallites de ZnO, On confirme l’incorporation des nanocristaux. Ensuite
on a examiné La sensibilité et le temps de réponse de la résistance du capteur, et La relation
entre la sensibilité du capteur et la température d’élaboration suggère que les espèces
d’oxygène adsorbé à la surface du capteur est O2
Mots-clés : capteur a gaz : a base de SnO2et ZnO.

Introduction générale
i
Introduction générale :
Les capteurs chimiques de gaz offrent un grand nombre d’avantages par rapport
aux différentes techniques classiques utilisées aujourd’hui pour mesurer le niveau de
concentration de différents polluants dans l’atmosphère. Leur miniaturisation, leur simplicité
d’utilisation et leur faible coût explique l’intérêt suscité depuis plusieurs années par ces
dispositifs, renforcé par le contexte actuel en terme de contrôles réglementaires dans
l’industrie chimique ou agroalimentaire et de la surveillance de l’environnement. Les capteurs
sont aux systèmes d'automatisme et de surveillance ce que les sens sont à l'homme, ou
à toute autre espèce vivante dite intelligente. La gestion d'un système sera alors d'autant
plus performante que le système sera pourvu d'une panoplie de capteurs perfectionnés
et variés.
La détection d’un gaz par un capteur s’effectue via l’interaction d’un gaz et d’un
matériau sensible, qui provoque la modification d’une ou de plusieurs propriétés
physico-chimiques (masse, conductivité électrique, propriété optique,…). Cette variation est
ensuite transformée en un signal exploitable par un système de transduction approprié. C’est
du matériau sensible que dépendent les performances du dispositif, en termes de
sensibilité, de sélectivité, de réversibilité et de stabilité dans le temps. Il est difficile pour
un matériau pur de répondre à ’ensemble de ces critères. Des matériaux offrent la
possibilité d’améliorer les différentes caractéristiques d’un capteur de gaz. [1]
Dans ce contexte, le laboratoire de microscopie électronique et sciences des matériaux
« LMESM » s’intéresse aux potentialités de ce type d’oxydes pour l’application capteur de
gaz. En effet, ces dernières années le groupe a fait plusieurs études sur l’adsorption des gaz
sur des couches d’oxyde et la réalisation d’un capteur à gaz [2, 3,4]
L’objectif de notre travaille est de présenter l’état d’avancement de la recherche au sein
du laboratoire « LMESM » dans le domaine des dispositifs.
Le premier chapitre de cette thèse est consacré à la présentation des deux
oxydes étudiés l’oxyde de zinc (ZnO) et l’oxyde d’étain (SnO2). Les structures des deux
oxydes, ainsi que leurs principales propriétés physiques seront présentées.
Le second chapitre décrit la méthode de synthèse par la technique pyrolyse
« spray » description de l’installation, conditions d’élaboration . On y trouve également la