Soutenance de thèse – Bastien Le Porcher – 20 octobre 2025

La soutenance de thèse de Bastien Le Porcher aura lieu le lundi 20 octobre 2025 à 10h30 dans l’amphithéâtre F1 de l’École des Mines de Saint-Étienne.

La thèse sera présentée devant un jury composé de :

• Hélène DEBEDA, Professeur des Universités HDR, Université de Bordeaux (Examinatrice)
• Benoît PIRO, Professeur des Universités HDR, Université de Paris Cité (Rapporteur)
• Jean-Baptiste SANCHEZ, Professeur des Universités HDR, Université de Besançon (Rapporteur)
• Mathilde RIEU, Chargé de Recherche, Mines Saint-Étienne (Directrice de thèse)
• Jean-Paul VIRICELLE, Directeur de Recherche, Mines Saint-Étienne (Directeur de thèse)

La soutenance sera suivie d’un pot.

Résumé : 

Les capteurs de gaz sont de nos jours nécessaires pour la détection de gaz inflammables, toxiques ou polluants. De nombreux dispositifs de détection de gaz ont été développés, un des plus étudiés est le capteur à base d’oxyde métallique semi-conducteur, notamment à base de SnO₂. Ces capteurs sont composés d’un élément sensible en SnO₂, d’électrodes conductrices en or et d’une résistance en platine, nécessaire pour atteindre les températures de travail, aux alentours de 350°C. Bien que l’encre utilisée pour imprimer l’élément sensible soit développée dans notre laboratoire, les électrodes et éléments chauffants étaient jusque-là fabriqués à partir d’encres métalliques commerciales. Les encres commerciales sont chères, peuvent avoir des problèmes de reproductibilité entre les lots et sont de compositions inconnues, ce qui peut altérer ou modifier les réponses aux gaz des capteurs de par la présence de fondants et d’oxydes métalliques. Pour pallier ces problèmes, des encres d’or et de platine ont été formulées pour la fabrication de capteur. Pour l’impression jet d’encre, des encres d’or et de platine à base de nanoparticules en suspension ou de précurseur solubilisés en solution ont été développées. Les nanoparticules d’or sont synthétisées à partir d’une méthode de Turkevich optimisée pour notre application, tandis que les nanoparticules de platine sont synthétisées par voie polyols. Ces nanoparticules en solution sont mélangées avec des solvants comme le glycérol, l’éthylène glycol, l’eau ou le propan-2-ol afin d’obtenir des encres. Après optimisation des paramètres de dépôt sur du polyimide et du traitement thermique, des électrodes sont obtenues. Ce capteur imprimé avec nos encres sur un substrat souple a été exposé à des gaz, le CO et le NO₂, et montre des réponses similaires à un capteur imprimé avec des encres commerciales. Pour l’impression par sérigraphie, des poudres d’or et de platine ont été synthétisées grâce à la réduction des précurseurs par l’acide ascorbique. Les synthèses ont été optimisées pour obtenir des particules d’un diamètre d’environ 1 micron afin de passer à travers les mailles des masques de sérigraphie. Ces poudres, mélangées avec du terpinéol et de l’ethylcellulose, permettent d’obtenir des encres de sérigraphie pour l’impression d’électrode et d’élément chauffant. La fabrication d’un capteur complet avec nos encres a permis d’obtenir des réponses au gaz similaires à un capteur de référence imprimé avec des encres commerciales, montrant la faisabilité de nos capteurs.