Systèmes Photo luminescents Transparents – SPOT

Les vitrages fonctionnels ont largement été développés, mettant en oeuvre généralement des techniques de dépôt ( PVD,CVD,….). Ces technologies sont particulièrement adaptées à des films d’oxydes à basse température de cristallisation, compatible avec la stabilité thermique du substrat verre. Néanmoins, une grande majorité des oxydes fonctionnels possède des compositions d’oxydes mixtes et des structures complexes, telle que par exemple les structures aluminates, Delafossites, Magneto plumbites,…qui se forment à haute température (>800°C). Une technologie alternative, permettant l’élargissement de la gamme de vitrages fonctionnels actuelle par mise en oeuvre de ces structures haute température consiste à disperser sur le substrat verre ces oxydes préalablement cristallisés préparés sous une forme parfaitement individualisée et nanométrique. Un exemple est la fabrication de systèmes photo luminescents transparents. La conception de vitrages, transparents durant la journée pouvant se colorer en bleu, vert, rouge ou développer une lumière blanche éclairante sous excitation représente un challenge scientifique et industriel intéressant tout en modifiant notre environnement quotidien. Des vitrages transparents photo luminescents mettant en oeuvre des nano luminophores rouge, vert et bleu et une source d’excitation adaptée ont été récemment proposés par la société Saint- Gobain. Les premiers travaux ont mis en évidence la nécessité de lever divers verrous technologiques. Un premier challenge consiste à synthétiser des nanoparticules d’oxydes complexes dont la structure est obtenue à haute température. En effet la haute surface développée par les nanoparticules, force motrice des phénomènes de croissance et d’agrégation, rend difficile leur maintien sous une forme nanométrique et individualisée. Nous proposons ainsi de former le solide minéral dans des nano réacteurs isolés possédant une répartition homogène des différents cations à une échelle suffisamment faible, de manière à assurer l’obtention de la structure requise à un niveau nanométrique. Un empilement de ces nano domaines sera optimisé de manière à minimiser les phénomènes de frittage et croissance. L’individualisation de ces nanoparticules sera alors travaillée dans divers post traitements. Le deuxième objectif du projet consistera à réaliser des dispositifs éclairants et transparents présentant une luminance supérieure à 40 cd / m2. Pour ce faire, l’obtention de films transparents chargés en nano luminophores et développant une forte épaisseur constituera un des axes majeurs du projet. Un autre axe d’amélioration de la luminance des films est l’étude des relations nanostructure - propriétés luminescentes. Des nanostructures différentes seront obtenues avec l’utilisation de nano luminophores à taille, état de cristallisation et morphologie variables. Les voies de synthèses permettant la maîtrise des caractéristiques physico chimiques de nano luminophores n’étant pas disponibles à ce jour, la proposition d’une voie de synthèse versatile constituera également un axe important du projet. Nous ambitionnons à travers ce projet d’accélérer le développement industriel d’un système innovant directement inspiré des nanosciences. Ce travail sera ainsi réalisé en étroite collaboration avec des partenaires industriels possédant des expertises mondialement reconnues dans le domaine de fabrication des nano luminophores (Rhodia) et des vitrages fonctionnels (Saint Gobain). Des jalons décrivant des réalisations concrètes telle la préparation d’échantillons de nano luminophores à un stade pilote en quantité supérieure au Kg et des réalisations de prototypes sont proposées dans ce projet.