Soutenance de thèse de Youcef KARAR

Abstract :
En raison de la crise économique concernant les éléments de terres rares, la synthèse d'aimants permanents exempts de ces derniers a suscité un grand intérêt auprès de la communauté scientifique. Les phases magnétiques dures intermétalliques à base de manganèse comme BiMn sont des candidats prometteurs. Cette thèse a porté sur l’élaboration électrochimique de la phase basse température BiMn (LTP-BiMn) en utilisant des solvants dits
‘eutectiques profonds’ (DES : Deep Eutectic Solvents) comme électrolytes. Ces derniers ont des propriétés physico-chimiques proches de celles des liquides ioniques et ont l’avantage d’être peu coûteux et respectueux de l’environnement. Dans un premier temps, les éléments bismuth et manganèse ont été étudiés séparément en vue de comprendre leur comportement électrochimique. Le bismuth a été étudié dans la reline qui est un mélange chlorure de choline/urée avec un rapport molaire de 0.5 qui s’est avéré être un bon environnement pour obtenir des dépôts de bismuth de haute qualité. Quant au manganèse, les dépôts obtenus dans la reline n’étaient pas adhérents et présentent
un faible rendement faradique. Par conséquent, un autre DES a été utilisé (l’éthaline) dans lequel l’éthylène glycol remplace l’urée. Dans ce cas, la qualité des couches minces de manganèse a été nettement améliorée ; l’éthaline possède une conductivité plus élevée et une viscosité moins importante que la reline. Dans un second temps, des co-
dépôts Bi-Mn ont été réalisés dans l’éthaline en utilisant différents sels précurseurs comme sources d’ions Bi(III) et Mn(II). Il s’est avéré que la composition équimolaire pour l’alliage n’a été approchée que pour le bain avec le nitrate de bismuth et le sulfate de manganèse. La phase basse température se formant selon un mécanisme d’une réaction péritectique au-dessus de 262 °C, un recuit des couches minces a été réalisé sous vide secondaire à 300 °C en vue de provoquer l’interdiffusion entre les deux éléments. Les mesures magnétiques ont révélé la présence d’un signal ferromagnetique avec une coercivité de 4.1 kOe confirmant la présence de grains magnétiques et donc la formation
de l’alliage BiMn, à notre connaissance, cette valeur de coercivité est la plus importante jamais atteinte pour des couches minces réalisées par voie électrochimique.

Directrice et directeur de thèse : Éric CHAINET et Nassima BENBRAHIM

Devant le jury composé de :

Prof. Yves WOUTERS Université de Grenoble Alpes, Examinateur Prof. Amor AZIZI Université Ferhat Abbas Sétif 1, Rapporteur Dr. Mireille TURMINE Maître de Conférences, Sorbonne Université, Rapporteur Dr. Mourad MECHOUET Maître de Conférences, Université Mouloud Mammeri de Tizi Ouzou, Examinateur Dr. Laurent CAGNON Chargé de recherche CNRS, Université Grenoble Alpes, Invité Dr. Salem BOUDINAR Maître de Conférences, Université Mouloud Mammeri de Tizi Ouzou, Invité Prof. Nassima BENBRAHIM Université Mouloud Mammeri de Tizi Ouzou, Co-directrice de thèse, Invitée Dr. Éric CHAINET Directeur de recherche CNRS, Université Grenoble Alpes, Directeur de thèse