Chalcogénures et antimoniures thermoélectriques pour des applications à très hautes températures

Ce travail de thèse porte sur l’étude de matériaux thermoélectriques pour des applications à très hautes températures. Plusieurs systèmes physico-chimiques ont été explorés. En premier lieu, des composés chalcogénures de structure type pseudo-hollandite et « hollandite-like » formant des canaux unidimensionnels ont été étudiés avec la découverte d’un nouveau composé de formule Rb0,2Ba0,4Cr5Se8. L’occupation mixte du rubidium et de baryum à l’intérieur des canaux de cette structure a permis d’améliorer les propriétés de transport de ce composé. L’exploration de ce système a également permis de mettre en évidence de l’existence d’une solution solide CsxCr5Te8 (x = 0,73 ; 0,91 ; 0,97), ces trois composés cristallisants tous dans le type structural B « hollandite-like ». Dans un second temps, des chalcogénures de niobium de formule générale Nb3X4 (X = Se, Te) ont été étudiés. La synthèse et la caractérisation des propriétés de transport de ces matériaux ont révélé un comportement métallique. L’amélioration des propriétés thermoélectriques de ces composés par substitution sur le site du chalcogène et par l’insertion d’un élément ternaire n’a pas été significative. Enfin, l’étude d’antimoniures de terres rares de formule Yb4Sb3 ont présenté une figure de mérite zT de 0,6 à 1000 °C. Les substitutions par du lanthane et du bismuth sur les deux sites cristallographiques n’a pas permis d’améliorer les propriétés thermoélectriques de ces composés.