Une grande quantité d’énergie est perdue sous forme de chaleur dans les bâtiments. Plutôt que de la considérer comme une perte, cette chaleur peut être convertie en électricité renouvelable. Le projet Interreg ThermoHarv s’inscrit dans cette approche en développant des composites à matrice polymère innovants. Basés sur du polyuréthane thermoplastique (TPU), alliant robustesse, flexibilité et intégration facile, ces matériaux visent à conjuguer performance mécanique et conversion énergétique pour les bâtiments du futur.
Les matériaux thermoélectriques et pyroélectriques sont au cœur de nouvelles stratégies pour la valorisation énergétique des bâtiments. L’effet thermoélectrique permet à certains matériaux de générer un courant électrique en présence d’un gradient de température, alors que l’effet pyroélectrique induit une variation de la polarisation électrique lors de fluctuations thermiques, ce qui génère un signal électrique exploitable. Lorsque ces phénomènes sont exploités dans des matériaux adaptés, ils offrent la possibilité de convertir différentes sources de chaleur en énergie électrique.
L’intégration de ces matériaux dans des composants présents dans le bâtiment ouvre la voie à une récupération efficace de la chaleur perdue dans les zones affichant des écarts de température, permettant d’alimenter directement des capteurs, dispositifs connectés ou modules IoT à faible puissance. Dans le contexte du « bâtiment du futur », cette polyvalence énergétique favorise une gestion durable des ressources, tout en apportant de nouvelles fonctionnalités aux infrastructures modernes.
Durant ma thèse en cotutelle entre l’Université de Lille et l’Université de Mons, je travaillerai sur la synthèse et la caractérisation de nanocomposites thermoélectriques et pyroélectriques à matrice polymère.
L’objectif principal sera de développer des nanocomposites à base de TPU, en portant une attention particulière à la maîtrise des paramètres de synthèse : choix des monomères, conditions de polymérisation et dispersion des charges électroactives (nanotubes de carbone). L’optimisation des interactions entre la matrice polymère et les charges permettra d’améliorer les propriétés thermoélectriques des matériaux composites et, à terme, de maximiser leurs performances énergétiques.
