Titre :	Etude et simulation des mécanismes de batterie à base de nano matériaux
Type de document :	theses et memoires
Auteurs :	Belaid Lagab, Auteur ; Tanina Irssan, Auteur ; Farida Nemmar, Directeur de thèse
Editeur :	Tizi-Ouzou : UMMTO F.G.E.I
Année de publication :	2024
Importance :	83 p.
Présentation :	ill.
Format :	PDF
Note générale :	Bibiogr.
Langues :	Français
Mots-clés :	Batterie  nano matériau  pybamm  Phosphor noir  lithium.
Résumé :	Le mémoire intitulé « Étude et simulation des mécanismes de batterie à base de nanomatériaux » s’inscrit dans le contexte de la transition énergétique mondiale, où le stockage de l’énergie représente un enjeu stratégique majeur. Face à la croissance des énergies renouvelables et à la demande croissante en véhicules électriques, les batteries jouent un rôle central. Parmi elles, les batteries lithium-ion dominent grâce à leur densité énergétique élevée et leur durabilité, mais leurs limites actuelles stimulent la recherche de nouvelles solutions. C’est dans ce cadre que les nanotechnologies apparaissent comme une voie prometteuse. Les nanomatériaux, grâce à leurs propriétés physiques, chimiques et électriques particulières, permettent d’améliorer considérablement la performance et la stabilité des batteries. Le mémoire explore donc comment ces matériaux révolutionnent les mécanismes de stockage électrochimique de l’énergie Le premier chapitre présente les différents types de batteries (Ni-Cd, Ni-MH, plomb-acide, lithium-ion, lithium-soufre) ainsi que leurs caractéristiques et limites. Il met ensuite en évidence l’apport des nanomatériaux tels que les nanoparticules, les nanofils de silicium, les nanorubans de graphène, les nanotubes de carbone, ainsi que les nanocomposites et nanohybrides. Leur intégration dans les électrodes et électrolytes permet d’augmenter la densité énergétique, de réduire les pertes d’énergie et d’améliorer la durée de vie et la sécurité. Le deuxième chapitre explique les mécanismes de stockage à l’échelle nanométrique : effets quantiques, réactions électrochimiques et insertion des ions lithium dans les structures cristallines. Grâce à leur grande surface spécifique et leur morphologie contrôlée, les nanomatériaux favorisent des échanges ioniques rapides et stables, améliorant la conductivité et la cyclabilité des batteries. Le troisième chapitre repose sur des simulations réalisées avec le logiciel PyBaMM pour comparer différentes configurations de batteries : standard, dopée avec nanomatériaux, ou modifiée avec des anodes à base de phosphore noir et d’oxydes métalliques (SiO₂, Al₂O₃). Les résultats montrent une nette amélioration des performances : durée de décharge prolongée, capacité accrue, meilleure stabilité thermique et chimique. Le quatrième chapitre met en évidence les gains concrets apportés par les nanomatériaux : densité énergétique accrue, vitesse de charge/décharge améliorée, durabilité et sécurité renforcées. Les applications concernent les véhicules électriques, le stockage stationnaire, l’électronique portable, les dispositifs médicaux, les drones et le secteur aérospatial. Malgré ces avancées, des défis subsistent, notamment le coût de production, la recyclabilité et la fabrication à grande échelle
Diplôme :	Master
Permalink :	./index.php?lvl=notice_display&id=37852

Etude et simulation des mécanismes de batterie à base de nano matériaux [theses et memoires] / Belaid Lagab, Auteur ; Tanina Irssan, Auteur ; Farida Nemmar, Directeur de thèse . - Tizi-Ouzou (Tizi-Ouzou) : UMMTO F.G.E.I, 2024 . - 83 p. : ill. ; PDF.
Bibiogr.
Langues : Français

Mots-clés :	Batterie  nano matériau  pybamm  Phosphor noir  lithium.
Résumé :	Le mémoire intitulé « Étude et simulation des mécanismes de batterie à base de nanomatériaux » s’inscrit dans le contexte de la transition énergétique mondiale, où le stockage de l’énergie représente un enjeu stratégique majeur. Face à la croissance des énergies renouvelables et à la demande croissante en véhicules électriques, les batteries jouent un rôle central. Parmi elles, les batteries lithium-ion dominent grâce à leur densité énergétique élevée et leur durabilité, mais leurs limites actuelles stimulent la recherche de nouvelles solutions. C’est dans ce cadre que les nanotechnologies apparaissent comme une voie prometteuse. Les nanomatériaux, grâce à leurs propriétés physiques, chimiques et électriques particulières, permettent d’améliorer considérablement la performance et la stabilité des batteries. Le mémoire explore donc comment ces matériaux révolutionnent les mécanismes de stockage électrochimique de l’énergie Le premier chapitre présente les différents types de batteries (Ni-Cd, Ni-MH, plomb-acide, lithium-ion, lithium-soufre) ainsi que leurs caractéristiques et limites. Il met ensuite en évidence l’apport des nanomatériaux tels que les nanoparticules, les nanofils de silicium, les nanorubans de graphène, les nanotubes de carbone, ainsi que les nanocomposites et nanohybrides. Leur intégration dans les électrodes et électrolytes permet d’augmenter la densité énergétique, de réduire les pertes d’énergie et d’améliorer la durée de vie et la sécurité. Le deuxième chapitre explique les mécanismes de stockage à l’échelle nanométrique : effets quantiques, réactions électrochimiques et insertion des ions lithium dans les structures cristallines. Grâce à leur grande surface spécifique et leur morphologie contrôlée, les nanomatériaux favorisent des échanges ioniques rapides et stables, améliorant la conductivité et la cyclabilité des batteries. Le troisième chapitre repose sur des simulations réalisées avec le logiciel PyBaMM pour comparer différentes configurations de batteries : standard, dopée avec nanomatériaux, ou modifiée avec des anodes à base de phosphore noir et d’oxydes métalliques (SiO₂, Al₂O₃). Les résultats montrent une nette amélioration des performances : durée de décharge prolongée, capacité accrue, meilleure stabilité thermique et chimique. Le quatrième chapitre met en évidence les gains concrets apportés par les nanomatériaux : densité énergétique accrue, vitesse de charge/décharge améliorée, durabilité et sécurité renforcées. Les applications concernent les véhicules électriques, le stockage stationnaire, l’électronique portable, les dispositifs médicaux, les drones et le secteur aérospatial. Malgré ces avancées, des défis subsistent, notamment le coût de production, la recyclabilité et la fabrication à grande échelle
Diplôme :	Master
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