Laboratoire Charles Coulomb UMR 5221 CNRS/UM2 (L2C)

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Optical thermotronics

Encadrant : Didier FELBACQ

par Christelle EVE - publié le

Le contrôle du courant électrique dans les solides est à l’origine de l’électronique moderne qui a révolutionné notre quotidien. A ce jour, aucun analogue thermique ne permet de contrôler de la même manière les flux de chaleur échangés entre des corps chauds. La chaleur émise par ces objets est généralement perdue. Qui plus est, elle contribue la plupart du temps à limiter les performances de nombreuses technologies. On estime qu’aujourd’hui 60% de l’énergie utilisée dans l’industrie est ainsi dissipée dans l’environnement. Collecter, stocker, transporter et convertir cette énergie est un enjeu sociétal majeur.
L’objectif de ce travail de stage est de jeter les bases théoriques et numériques nécessaires au développement d’une « thermotronique » [1-3] dédiée au contrôle des flux de chaleur transportés par des photons infrarouge en régime de champ lointain (longues distances) mais aussi en régime de champ proche (distances sub-longueur d’onde).
Le travail consistera à modéliser des émetteurs sélectifs actifs et passifs à base de métamatériaux [4,5] anisotropes pour le contrôle directionnel [6,7] et spectral des flux de chaleur (notamment dans les fenêtres de transparence ou d’opacité de l’atmosphère) rayonnés par un corps chaud.
Le stage sera co-dirigé par Philippe Ben-Abdallah, Directeur de recherches CNRS, Laboratoire Charles Fabry, Institut d’Optique, Palaiseau, France pba@institutoptique.fr. Il pourra déboucher sur une thèse co-financée par SAFRAN Electronics and Defense et la Direction Générale de l’Armement.

1. P. Ben-Abdallah and S. A. Biehs, Phys. Rev. Lett. 112, 044301 (2014).
2. P. Ben-Abdallah and S. A. Biehs, Appl. Phys. Lett. 103 , 191907 (2013) .
3. V. Kubytskyi, S.-A. Biehs, and P. Ben-Abdallah,, Phys. Rev. Lett. 113, 074301 (2014) selected as PRL Editor’s suggestion and Focus Physics 7, 85 (2014) .
4. D.Felbacq, G. Bouchitté, Phys. Rev. Lett. 94, 183902 (2005).
5. D. Felbacq, G. Bouchitté, SIAM J. Appl. Math. 66, 2061-2084 (2006).
6. Y. Shen, D. Ye,I. Celanovic,S. G. Johnson, J. D. Joannopoulos, M. Soljačić, Science, 343, 28 , (2014).
7. J. Drevillon and P. Ben-Abdallah, J. Appl. Phys., 102, 114305 (2007).

Encadrant : Didier Felbacq, Professeur des Universités, Laboratoire Charles Coulomb, Montpellier, France didier.felbacq@umontpellier.fr


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