• Langue : Français
• Discipline : Chimie des matériaux
• Identifiant : 2025ULILR046
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 27/11/2025

Résumé en langue originale

L'hydrogène est un vecteur chimique et énergétique qui offre une alternative renouvelable auxcarburants fossiles. L'électrolyse de l'eau alimentée en électricité décarbonée permet d'envisager unedécarbonation massive des systèmes énergétiques. Pour garantir un coût de l'hydrogène compatibleavec son utilisation dans l'industrie ou dans le transport, les axes de R&D importants concernent enpriorité la durabilité et le coût des cellules électrochimiques céramiques au cœur de la technologieEHT. Dans le cadre du plan d'investissement France 2030, l'objectif du projet CELCER-EHT dans lequels'inscrit cette étude, vise à développer les différents matériaux constitutifs d'une cellule céramique àconduction anionique, durables, performants et à bas coût. Ce travail de thèse s'inscrit au niveau del'étanchéité de la cellule par le développement des joints de scellement. Dans la littérature, plusieurstypes de joints sont répertoriés : compressés, brasés et vitreux. Ces derniers se montrent être les plusintéressants de par leur stabilité physico-chimique aux différents environnements des SOCs. On endistingue deux types, pâteux et rigides. Les joints pâteux ont l'avantage d'une mise en forme à plusbasse température mais l'inconvénient d'une stabilité physico-chimique moindre par rapport à leurshomologues rigides. Cependant, les joints pâteux sont souvent plébiscités de par leur mise en formeplus aisée. Ce travail de thèse s'articule sur la formulation de matrices vitreuses et le développementde nouvelles techniques de mise en forme des joints rigides. Les joints synthétisés ont été étudiésjusqu'à 960h à la température de fonctionnement de la cellule (800°C) par DRX et RMN. L'évolution del'interface verre - métal au cours du vieillissement a été observée par MEB-EDX ainsi que sa capacitéde cicatrisation en température.

Résumé traduit

Hydrogen is a chemical and energetic carrier, that offers a renewable alternative to fossil fuels. Theelectrolysis of water powered by renewable electricity meets this condition and makes it possible toenvisage the massive decarbonization of energy systems. To ensure a hydrogen cost compatible withits use in industry or transport, key R&D priorities focus primarily on the durability and cost of theceramic electrochemical cells at the heart of EHT technology. As part of the France 2030 investmentplan, the objective of the CELCER-EHT project, within which this study is conducted, is to develop thevarious constituent materials of an anionic-conducting ceramic cell that are durable, efficient, and low-cost. This work focuses on the sealing of the cell through the development of seals. Several types ofglass seals are reported in the literature, compressed, brazed and glass. These have proven to be themost promising due to their chemical stability in the different environments of SOCs. Two types canbe distinguished: compliant and rigid. Compliant seal shows a lower sealing temperature but a lowerchemical stability compared to rigid seals. However compliant seals are widely used due to their easiershaping. This work focuses on the formulation of glass matrices and the development of new shapingtechniques for rigid seals. The synthesized seals were studied for up to 960 hours at the cell's operatingtemperature (800 °C) using XRD and NMR. The evolution of the glass-metal interface during aging wasexamined by SEM-EDX, as well as its self-healing capacity at high temperature.