Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation
CEMHTI - UPR3079 CNRS

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OR2T
    Optique, Rayonnement Thermique et Transport
    Optic, thermal radiation and transport

Coordination : Olivier Rozenbaum

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2020 L.Medyk, D.Manara, J.Y.Colle, D.Bouexière, J.F.Vigier, L.Marchetti, P.Simon, Ph.Martin
'Determination of the plutonium content and O/M ratio of (U,Pu)O2-x using Raman spectroscopy'
J. Nucl. Mater. 541 152439-1-11 (2020) doi:10.1016/j.jnucmat.2020.152439


Domaines de recherche

Caractérisations des matériaux (cristallins, amorphes, milieux homogènes ou multiphasiques) par méthodes spectroscopiques (IR, Raman, Brillouin et spectroscopie d’impédance) jusque dans la phase liquide.

Matériaux d’études : Verres, céramiques, vitrocéramiques, biomatériaux, matériaux du nucléaire, matériaux carbonés, géomatériaux.

Notre équipe est structurée en trois axes de recherches et de développements :

    1) Caractérisation des milieux texturés et multiphasiques
  • Effets de la structuration multiéchelle de matériaux multiphasiques sur leurs propriétés optiques et thermo-radiatives (Material design, optimisation des propriétés/applications)
  • Détermination des propriétés électriques des phases au sein de milieux hétérogènes
  • Caractérisation des phases au sein des matériaux
    2) Verres et milieux fondus à hautes températures
  • Relations entre composition, microstructure et propriétés
  • Transition vitreuse et relaxation
  • Conductivité électrique et diffusion dans les verres et liquides à hautes températures
    3) Développement instrumental et méthodologique
  • Optimisation et développement des champs d’applications

Expertise

  • Mesure de l’émittance spectrale de 300 à 2500 K, de 10 à 20.000 cm-1.
  • Mesures en réflectance/transmittance hémisphérique ou spéculaire ou sous microscope à 300 K.
  • Extraction des indices optiques et de la fonction diélectrique.
  • Spectroscopie Raman très haute température (3000K) (zone sondée de l'ordre du mm) ; résolution temporelle (étude des temps de vie de la ns à la ms).
  • Micro-Raman en température (77 à 1800 K) (zone sondée de l'ordre du μm).
  • Imagerie Raman rapide, large gamme de longueurs d’ondes d’excitation (μm²).
  • Interféromètre Brillouin avec microscope et platines chauffantes (77 à 1800 K).
  • Spectroscopie d’impédance électrique dans les états solide et liquide de 0.1 MHz à 13 MHz, de la température ambiante jusqu’à 2000 K, sous atmosphère contrôlée.
  • Mesures temporelles de la conductivité électrique en courant continu et séparation des contributions ionique et électronique.

Une de nos spécificités est de pouvoir analyser une zone précise d’un échantillon en couplant successivement les techniques de spectroscopies IR, Raman et Brillouin jusqu’aux plus hautes températures. Possibilité de couplages supplémentaires, au niveau du laboratoire, avec les autres méthodes opérationnelles à ces températures.

Moyens expérimentaux

  • 3 spectromètres infrarouge BRUKER : 80v, 70, Invenio. Sphères intégrantes.
  • 2 spectromètres Raman confocaux pour l’imagerie (Renishaw ; UV à NIR), spectromètre résolu en temps (Jobin-Yvon Horiba T64000), 2 spectromètres portables (différentes excitatrices et sondes optiques).
  • Spectromètre Brillouin (JRS Optical Instruments Tandem), microscope confocal, couplage avec spectromètre Raman portable, taille du volume sondé : à partir de 10 µm3.
  • Impédancemètre Solartron SI 1260A, impédancemètre Modulab XM MTS

Collaborations industrielles et contrats

  • Collaborations scientifiques avec des partenaires industriels et académiques.
  • Prestations, dans nos domaines de recherches et d’intérêts.

Publications des membres | member's publications
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ACL

doi HAL 
Simon Blotevogel, Valérie Montouillout, Aurélien Canizares, Patrick Simon, Erwan Chesneau, Abel Danezan, Thomas Wattez, Andreas Ehrenberg, Mathilde Poirier, Cédric Patapy, Martin Cyr
"Glass structure of industrial ground granulated blast furnace slags (GGBS) investigated by time-resolved Raman and NMR spectroscopies"
Journal of Materials Science in press
ACL

doi  
M.Naji, O.El Kssiri, S.Ory, A.Canizarès, M.Filali, P.Simon, A.Faik, Y.Vaills
"Insight into the structure–elastic property relationship of calcium silicate glasses: a multi-length scale approach"
Physical Chemistry Chemical Physics - - in press
These

HAL 
Laetitia Medyk
"L'enjeu de la maîtrise des propriétés locales (stœchiométrie, répartition cationique) lors de la fabrication des combustibles (U,Pu)O2-x : potentialités de la microscopie Raman"
These Université Orleans 18 Mars 2021
ACL

doi  
I.González de Arrieta, L.González-Fernández, T.Echániz, L.del Campo, D.De Sousa Meneses, G.A.López
"Small-polaron-induced infrared opacification in rutile TiO2"
Journal of Applied Physics 130 075105 2021
ACL

doi  
Z.K.Low, A.Novikov, D.De Sousa Meneses, D.Baillis
"Radiative behavior of low-porosity ceramics: II–Experimental and numerical study of porous alumina up to high temperatures"
Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer 272 107821 2021
ACL

doi HAL 
J.Colas, L.Charpentier, D.Chen, E.Bêche, J.Esvan, D.De Sousa Meneses, F.Mercier, M.Pons, M.Balat-Pichelin
"Oxidation and high-temperature radiative properties of the Kanthal Super ER intermetallic alloy"
Corrosion Science 189 109601 2021
ACL

doi HAL 
Armande Hervé, Younès Ezzahri, Jérémie Drévillon, Karl Joulain, Hadi Bashoun, Ludovic Thilly, Domingos De Sousa Meneses
"Characterization of the temperature behavior of optimized SiC gratings emissivity"
International Journal of Heat and Mass Transfer 172 121140 2021
ACL

doi  
Iñigo González de Arrieta, Leire del Campo, Domingos De Sousa Meneses
"Infrared spectroscopy of CeO2 nanoparticles using Bergman's spectral representation: effects of phonon confinement and lattice strain"
Physical Chemistry Chemical Physics 23 13095-13105 2021

ACL

doi HAL 
A.Zhadan, V.Sarou-Kanian, L.Del Campo, L.Cosson, M.Malki, C.Bessada
"Transport properties in molten carbonates: self-diffusion and conductivity measurements at high temperature"
International Journal of Hydrogen Energy 46 15059-15065 2021

ACL

doi HAL 
M.Jacquemin, P.Simon, A.Canizares, L.Hennet, C.Bessada, D.Skrelic, E.Gouillart, and E.Burov
"High sensitivity Raman imaging of the surface of casted glass plates"
Journal of Raman Spectroscopy 52 1048-1054 2021

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