Thèse préparée au Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solide (LRCS) et soutenue le 23 octobre 2015 à l’Université de Picardie Jules Verne.
Actuellement en Post Doc au Lawrence Berkeley National Laboratory, Materials Sciences Division, Berkeley, CA, United States.

Ma recherche concerne le développement et l’utilisation des techniques de diffraction en temps réel (in situ et operando) pour l’étude des matériaux inorganiques comme électrodes pour batteries Li-ion et Na-ion. Tel était l’objectif principal de ma thèse en France, une collaboration entre trois laboratoires français, deux spécialisés dans les camps de l’électrochimie (le LRCS à Amiens et l’ICMCB à Bordeaux) et un dans la neutronique, l’Institut Laue-Langevin à Grenoble.
J’ai étudié notamment les modifications structurelles qui se produisent dans plusieurs systèmes électrochimiques différents (LiFePO4, LiMn2O4, LiVPO5, Na3V2(PO4)2F3 …) dans les conditions de fonctionnement de la batterie (in situ et operando). L’exécution de telles mesures en temps réel lors de la charge/décharge (donc lors de l’extraction/insertion du lithium ou du sodium dans le cadre structurel des électrodes) revêt une grande importance: elle dévoile des dynamiques qui ne sont pas accessibles par d’autres moyens et permet une compréhension plus complète du fonctionnement des électrodes.

Dans ce travail de thèse, nous avons développé plusieurs techniques de diffraction pour comprendre donc ces transformations cristallographiques. Pour obtenir un maximum d’informations complémentaires nous avons utilisé plusieurs «sondes», notamment rayons X, rayonnement synchrotron et neutrons, afin d’être sensibles à différents éléments chimiques dans les matériaux. Afin d’utiliser les neutrons (qui ont l’avantage d’être sensibles aux éléments légers comme le lithium et l’oxygène), nous avons développé une cellule électrochimique pour mesures in situ de diffraction de neutrons sur poudre (NPD), réalisé avec un alliage en (Ti, Zr) “transparent aux neutrons”.

Actuellement je continue mon travail sur les électrodes pour batteries Na-ion, avec une approche plus exhaustive, en partent de la synthèse état-solide ou hydro/solvothermale des matériaux, suivie de leur caractérisation par différents techniques électrochimiques et structurelles, avec le but de développer matériaux avec performances équivalent à ceux utilisé dans les batteries Li-ion commerciales.