Adresse postale UPMC Case 133 4, place Jussieu 75252 Paris cedex 05 France

Localisation UPMC le Raphaël 3, rue Galilée 94200 Ivry-sur-Seine France (14 mars 2010)

L’UPR 15 mène ses travaux en Electrochimie dans le contexte de la Physico-Chimie et de la Réactivité aux interfaces. Les domaines concernés sont la corrosion et son inhibition, les traitements de surface, le stockage et la conversion de l’énergie sous divers aspects, auxquels se sont progressivement ajoutés des problématiques relevant du domaine biologique, de la protection du patrimoine et plus généralement liées au comportement des interfaces dans les milieux naturels. Ceci explique que le laboratoire se positionne à la charnière entre la recherche fondamentale, sa mission première, et des activités en partenariat avec différents secteurs économiques concernés par la mise en œuvre de concepts, de techniques et de procédés électrochimiques.

COMPÉTENCES ET CHAMPS D’ACTIVITÉ

Développement de méthodes qui relèvent des concepts de la cinétique électrochimique et mise au point d’une instrumentation sophistiquée permettant de les appliquer à une large palette de processus physicochimiques aux interfaces électrode-électrolyte.

Elaboration ou modification, caractérisation structurale et/ou chimique d’interfaces et systèmes électrochimiques, modélisation de leur comportement électrochimique. Cette activité peut déboucher sur la caractérisation de fonctionnalités et le développement d’applications associées.

A l’analyse résolue en fréquence, compétence reconnue au laboratoire dans le monde entier, notamment pour la définition de fonctions de transfert multiples (électriques, gravimétriques, flux de matière,…) en complément de l’impédance électrochimique, vient maintenant se coupler une analyse résolue spatialement. Nous avons en effet pu mettre en place un panel de techniques adaptées à l’analyse locale des phénomènes à différentes échelles (SECM, AFM et CS-AFM, double électrode, vidéomicroscopie) en termes de réactivité locale ou d’impédance locale. Le thème I décrit en détail les réalisations dans ce domaine.

Ce thème est marqué par la volonté de maîtriser autant que possible l’élaboration au niveau du laboratoire de films minces à fonctionnalités dédiées, ce qui garantit un meilleur contrôle de leurs propriétés et apporte ainsi une cohérence dans la démarche de modélisation. Il en est ainsi de :

-	la préparation de composés semiconducteurs (II-VI et IV-VI) par électrochimie et chimie douce pour des systèmes photovoltaïques et optoélectroniques,
-	la synthèse par une méthode de pyrolyse de spray d’électrodes transparentes de dioxyde d’étain fortement dopé,
-	l’élaboration par pulvérisation cathodique de couches minces amorphes de carbone azoté et hydrogéné (a-C:N :H) comme substituts au diamant dopé au bore. Le soutien du département Chimie pour l’acquisition récente d’un réacteur, a été un élément essentiel de l’accroissement d’efficacité de nos travaux dans ce domaine par la multiplication des allers et retours entre élaboration et caractérisation.

La description des propriétés de réactivité de ces matériaux est au cœur de nos préoccupations et les retombées escomptées sont clairement du ressort des domaines de l’environnement (traitement des eaux, surfaces biocides, biocapteurs, capteurs chimiques) ou de l’énergie (photoélectrochimie, stockage, protection active des métaux).

L’objectif du troisième thème de recherche est la compréhension des mécanismes de corrosion et la mise en œuvre de méthodes de protection adaptées, validées au moyen de méthodes électrochimiques innovantes telles que celles décrites dans le thème I. Le traitement de protection anticorrosion à partir de l’étude des mécanismes représente une partie significative des sollicitations du secteur industriel auprès de l’UPR 15 (industrie automobile, chimie, métallurgie,…). L’activité se décline autour des films de polymère isolants (étude de la prise en eau, influence de la température de transition vitreuse), des films de polymères conducteurs (mécanisme de protection active), des inhibiteurs organiques compatibles avec les normes environnementales, de la protection cathodique, des couches de conversion.

Le quatrième thème « interfaces réactives en milieux naturels » s’oriente vers la compréhension du comportement de métaux d’usage - après les premiers travaux sur métaux nobles – dans les milieux naturels au contact desquels se développent des phases additionnelles (films calcomagnésiens, patines, biofilms, films polymères, sondes ADN,…) dont l’étude associe nécessairement techniques électrochimiques et analyses de surface.