Chapitre 1 - Etude Bibliographique

1
Sommaire
Introduction5
Chapitre1 EtudeBibliographique7
I. Introduction 7
II. Phénomènedepercolation7
III. Particulesconductrices10
III.1. Faiblefacteurdeforme10
III.1.1. Noirdecarbone 10
III.1.2. Poudresmétalliques11
III.2. Hautfacteurdeforme11
III.2.1. Fibresetnanofibresdecarbone11
III.2.2. Nanotubesdecarbone11
III.2.3. Nanofilsmétalliques 12
III.2.3.1. Elaboration12
III.2.3.1.1. «Template»positif12
III.2.3.1.1.1. MéthodephysiqueparPVD12
III.2.3.1.1.2. Méthodechimique13
III.2.3.1.2. «Template»négatif13
III.2.3.1.3. Epitaxie13
IV. Phénomènedetransportélectrique14
IV.1. Systèmeshomogènes15
IV.1.1. ModèledeMott‐Conductionparsautàdistancesvariables(VRH)15
IV.1.2. Modèled’Efros‐Shklovskii‐Conductionparsaut 
auplusprochevoisin(NNH) 16
IV.2. Systèmeshétérogènes‐ModèledeSheng16
V. Propriétésdescompositesconducteursàmatricepolymère18
V.1. Propriétésélectriques18
V.1.1. Compositesàconductivitéélectriqueélevée18
V.1.2. Compositespourl’écoulementdeschargesélectriques19
V.2. Propriétésmécaniques20
V.2.1. Résultats20
V.2.2. Modélisation–Méthoded’homogénéisation 21
V.2.2.1. ModèledeKerner21
V.2.2.2. ModèledeHashinetShtrikman22

2
Chapitre2 Méthodesdecaractérisationetd’analyse24
I. Microscopieélectronique24
I.1. Microscopieélectroniqueàbalayage(MEB)24
I.2. Microscopieélectroniqueàtransmissionenhauterésolution(METHR)24
I.3. Spectroscopiedepertesd’énergiedesélectrons(EELS):Zonedefaibles
pertesouValenceElectronEnergyLossSpectroscopy(VEELS)24
II. Analysecalorimétriquediathermepassive(ACD)26
II.1. Dispositifetprotocoleexpérimental 26
II.2. ThermogrammeduP(VDF‐TrFE)27
III. Analysemécaniquedynamique(AMD)29
III.1. Dispositifetprotocoleexpérimental29
III.2. Relaxationsmécaniques31
IV. Spectroscopiediélectriquedynamique(SDD)32
IV.1. Principe32
IV.1.1. Etudedespropriétésdiélectriques33
IV.1.2. Etudedelaconductivitédynamique34
IV.2. Dispositifetprotocoleexpérimental35
IV.3. Phénomènesderelaxation36
IV.3.1. Observationdesmodesderelaxationdiélectriques36
IV.3.2. Analysedesphénomènesderelaxation37
IV.3.3. Paramètresd’activation37
IV.3.3.1. Comportementsuivantlaloid’Arrhénius38
IV.3.3.2. ComportementdeVogel‐Tamman‐Fulcher(VTF)38
IV.4. Conductionélectriquedanslessolidesdésordonnés38
Chapitre3 Elaborationdesnanofilsetnanocomposites
hybrides41
I. Elaborationdesnanofils41
I.1. Choixdu«template»:Membraned’oxyded’aluminium41
I.2. Principegénéraldel’électrodépositiond’unmétal42
I.3. Méthoded’électrodépositionclassique:nickel(Ni),cuivre(Cu)etcobalt(Co) 43
I.3.1. Exempledel’électrodépositiondunickel44
I.4. Méthoded’électrodépositionparcomplexation:Or(Au)etArgent(Ag)45
I.4.1. Exempledel’électrodépositiondel’or45
II. Caractérisationdesnanofilsmétalliques46
II.1. Morphologieetgéométrie46
II.2. Analysedelastructure,delatextureetdelananotexture48
II.2.1. Structureetcristallinitédesnanofils48
II.2.2. Textureetcompositionchimiquedesnanofils:Nanotextureet 50
structuredelasurfacedesnanofilsdenickel
III. Dispersiondenanofilsmétalliquesdansunematricepolymère54
III.1. Miseenœuvredescompositesnanofilsmétalliques/P(VDF‐TrFE)55
III.1.1. Protocoled’élaboration55
III.1.2. Etudedeladispersion56

3
Chapitre4 Influencedesnanofilssurlastructurestatiqueet
dynamiquedelamatricepolymère58
I. Etudedelastructurephysique58
I.1. Températuresdefusionetcristallisation58
I.2. Tauxdecristallinité61
II. Etudedespropriétésmécaniques62
II.1. Déformationuni‐axiale62
II.2. Relaxationmécanique64
III. Comportementdiélectriquedesnanocompositesendessousdu
seuildepercolation(p<pc)67
III.1. Etudeducomportementdelapartieréelledelapermittivité67
III.2. Influencedesnanofilssurladynamiquemoléculaire70
IV. Discussion74
IV.1. EvolutiondelastructurecristallineduP(VDF‐TrFE)74
IV.2. Evolutiondutauxdecristallinité75
IV.3. Interactionsphysiques 77
Chapitre5 Comportementélectrique:dunanofilau
nanocomposite79
I. Conductivitéélectriquedesnanofils79
I.1. Conductivitéintrinsèquedesnanofils:relationstructure,
nanotexture‐conductivitéélectrique79
I.1.1. Nanofilsdenickel80
I.1.2. Nanofilsd’oretd’argent80
I.2. Conductivitédenanofilspressés81
I.2.1. Nanofilsdenickel81
I.2.2. Nanofilsd’oretd’argent82
II. Conductivitéélectriquedesnanocomposites82
II.1. NanocompositesP(VDF‐TrFE)/nanofilsdenickel83
II.2. NanocompositesP(VDF‐TrFE)/nanofilsd’or85
II.3. NanocompositesP(VDF‐TrFE)/nanofilsd’argent87
III. Phénomènesdetransport 88
III.1. Universalitédelapercolationélectrique–exposantcritique88
III.2. Dépendanceentempératuredelaconductivitéélectrique89
III.2.1. Conductivitédecourantcontinu89
III.2.2. Conductivitédecourantalternatif92
IV. Discussions94
IV.1. Influencedelamiseenœuvreetmorphologiedel’échantillon–Conductivité
desurface94
IV.2. Seuildepercolation‐structurephysiquedesparticulesetdelamatrice 96
IV.3. Niveaudeconductivitéau‐delàduseuilpercolation99

4
Conclusion 101
RéférencesBibliographiques104