TUNIS (BARHDADI`s Rapport)

COMPTE RENDU DE LA MISSION
effectuée par
Pr. Abdelfattah BARHDADI
dans le cadre du
PROGRAMME DE COOPERATION MAROCO-TUNISIENNE
N° 20/02
au
Laboratoire de Photovoltaïque & Matériaux Semiconducteurs
Ecole Nationale d'Ingénieurs de Tunis (ENIT)
du 19 au 25 mai 2003
RAPPORT DE MISSION
- Tunis du 19 au 25 mai 2003 -I- CADRE GENERAL :
Cette mission se situe dans le cadre du programme de coopération maroco-tunisienne pour la
recherche scientifique et la technologie (Projet n° 20/02) accordé par le Comité Mixte Permanent
Maroco-Tunisien (CMTM). Elle a été effectuée suite à une invitation reçue de la part du Pr. Bahri
REZIG, responsable tunisien du programme conjoint, qui est le Directeur du Laboratoire de
Photovoltaïque et Matériaux Semi-conducteurs (LPMS) et aussi le Directeur de l'Ecole Nationale
d'Ingénieurs de Tunis (ENIT). Celle ci est un établissement public de l'enseignement supérieur lié à
l'Université de Tunis el-Manar (UTM).
-II- OBJECTIFS :
•
•
•
Passer en revue les modalités de mise en œuvre du programme conjoint,
Planifier les étapes de réalisation pour le reste de l'année en cours,
Participer au symposium Tuniso-Japonais organisé entre l'ENIT et Tokyo Institute of
Technology les 19-20 mai 2003.
-III- DEROULEMENT :
Du 19 au 20 mai 2003 :
A mon arrivée à l'aéroport de Tunis Carthage le lundi 19 mai à 12h 45, j'ai été bien accueilli
puis accompagné en voiture jusqu'à l'ENIT où j'ai été aussitôt chaleureusement reçu par son
Directeur, le Pr. B. REZIG qui était en compagnie de son collègue et collaborateur le Pr. Ahmed
BOUAZZI, membre du LPMS et réalisateur de la première cellule solaire au silicium fabriquée en
Tunisie. Lors de notre entretien à trois, plusieurs sujets d'intérêt communs ont été discutés et il a été
convenu d'examiner la possibilité d'organiser, dans le cadre de notre collaboration bilatérale, un
symposium Maroco-Tunisien sur la Physique et la technologie des couches minces. Une telle
rencontre internationale, qui pourrait être soutenue entre autres par l'ICTP et aussi par d'autres
sponsors, aurait pour but de rassembler les compétences actives dans le domaine de la croissance et
de la caractérisation au grand Maghreb et aussi autour du bassin méditerranéen.
Après ce fructueux entretien qui a duré environ deux heures, j'ai été accompagné en voiture
pour me rendre à l'hôtel NAHRAWESS de Hammamet, Nabeul (environ 60 km au sud-est de
Tunis), où se tient "the International Symposium on Computation Intelligence and Intelligent
Informatics 2003 (ISCIII'03)" co-organisé les 19 et 20 mai entre l'ENIT et "Tokyo Institute of
Technology" du Japon (http://www.isciii.net). Agréablement reçu et bien assisté par Melle Rawdha
BRINI, Ingénieur en chimie industrielle et membre du LPMS, ma participation en qualité de
Professeur Invité à l'ISCIII'03 m'a été très intéressante aussi bien de point scientifique que
relationnel.
Le 21 mai 2003 :
Bien accompagné de Melle BRINI, mon retour en voiture à Tunis est effectué dans la
matinée du 21 mai. Vers midi, j'ai été déjà bien installé dans ma chambre N° 409 réservée à l'avance
dans l'hôtel belvédère, situé près du centre ville et pas loin du campus universitaire où se trouve
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l'ENIT (environ 10 minutes en voiture). Dans le programme préétabli de ma mission, l'après midi de
cette journée était libre; j'en ai alors profité pour me reposer.
Le 22 mai 2003 :
Le 22 mai à 9 heures du matin, j'ai été reçu au Laboratoire de Photovoltaïque et Matériaux
Semi-conducteurs (LPMS) de l'ENIT par le Pr. Mohamed ABAAB, membre du laboratoire et
Directeur de l'Institut Préparatoire aux Etudes d'Ingénieurs el-Manar (IPEIM). Il était en compagnie
de son collègue et collaborateur le Dr. Mounir KANZARI, membre du LPMS et Professeur Habilité
Spécialisé dans les Systèmes Multicouches à Bandes Interdites Photoniques. Lors de notre entretien
à trois dans le bureau du Pr. ABAAB, plusieurs sujets d'intérêt commun ont été discutés avant
l'arrivée du Pr. A. BOUAZZI qui nous a rejoint au moment où nous avons commencé à faire une
visite du laboratoire. Lors de cette intéressante visite, les différents équipements de recherche
disponibles m'ont été bien présentés par les jeunes chercheurs du laboratoire dans une ambiance de
discussion scientifique enrichissante et une atmosphère très instructive d'explication, d'analyse
interactive et d'échange d'idées.
Le 23 mai 2003 :
Au début de cette journée, le Pr. Mohamed ABAAB, Directeur de l'Institut Préparatoire aux
Etudes d'Ingénieurs el-Manar (IPEIM) m'a convié à une visite très bien commentée de son Institut. Il
s'agit d'un nouvel établissement public du Ministère de l'Enseignement Supérieur, de la Recherche
Scientifique et de la Technologie, crée le 14 août 2001, dont l'objectif principal est d'assurer une
formation pédagogique durant deux années permettant la préparation des concours nationaux
d'entrée aux cycles de formation d'ingénieurs (filière technologique).
Le programme de cette journée a été continué au laboratoire LPMS par une petite série
d'exposés préparés et présentés par de jeunes chercheurs en formation doctorale. Ces exposés ont été
choisis de manière à ce que les trois grands axes de recherche développés actuellement au
laboratoire soient globalement présentés d'une manière résumée mais suffisamment commentée. Le
premier exposé a porté sur le rôle des défauts dans les cristaux photoniques. Il a été présenté par
Melle Jihène ZAGHDOUDI qui prépare une thèse théorique sur le sujet en se servant uniquement
de formalismes mathématiques et d'outils de modélisation et de calcul. Dans le deuxième exposé,
les résultats de quelques travaux de recherches effectués dans le cadre du deuxième grand axe de
recherche développé au laboratoire ont été brillamment présentés. Il s'agit d'étudier des oxydes
métalliques de type ZnO, TiO2, etc… utilisés dans la détection des gaz et d'examiner plus
particulièrement l'effet des paramètres de croissance sur leurs propriétés. Le troisième et dernier
exposé avait pour but de présenter un peu le troisième axe de recherche développé au laboratoire à
travers les résultats des travaux expérimentaux effectués par Mr. Morchid ZRIBI sur la
caractérisation optique des couches minces semi-conductrices du matériau CuInS2 dopé au Sodium.
Chaque exposé a été suivi d'une petite discussion fructueuse qui a permis de clarifier un certain
nombre de points et d'échanger de nouvelles idées.
Après les exposés, une visite de l'Institut National de Recherche Scientifique et Technique
(INRST), se trouvant à Hammam-Lif, a été programmée. En effet, à midi, le Pr. Hatim EZZAOUIA,
Directeur du laboratoire des Applications Solaires de cet Institut est venu me prendre dans sa
voiture et m'accompagner tout au long de cette intéressante visite scientifique qui a duré jusqu'à 16h
30. Un déjeuner à la cantine de l'Institut en compagnie du Pr. EZZAOUIA suivi d'un petit entretien
avec le Pr. Raouf BENNACEUR, Directeur Général de l'INRST, autour d'un verre de thé, ont
agréablement marqué cette visite fort intéressante qui m'a fait découvrir un grand centre dédié
exclusivement au développement de la recherche scientifique et technique pour son insertion dans le
secteur économique et social en Tunisie.
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Le 24 mai 2003 :
Comme convenu, dans la matinée de cette journée de samedi les chercheurs du LPMS ainsi
que d'autres professeurs de l'ENIT étaient conviés à assister à la présentation d'un exposé, d'environ
1 heure, que j'ai préalablement préparé pour cette mission. Une première partie de cet exposé a été
consacrée à la présentation de notre laboratoire PSES avec ses potentialités humaines, matérielles et
ses productions scientifiques. Dans une deuxième partie, un rapport détaillé sur l'état d'avancement
de notre programme conjoint de coopération scientifique Maroco-Tunisienne a été présenté. La
troisième partie de l'exposé était réservé à la présentation de la technique de photo-décomposition
du silane sensibilisé au Mercure (Hg-Photo-CVD) pour l'obtention de couches minces de silicium
amorphe hydrogéné. A la fin, un petit débat a été ouvert permettant de clarifier certains points de
l'exposé et partager de nouvelles idées.
Le programme scientifique de cette journée s'est terminé par un déjeuner au magnifique
restaurant AL WALIMA géré par la petite fille du Sir Mohamed Lamine Bey, dernier Roi de la
Tunisie. Ce déjeuner, gracieusement offert par le Pr. A. BOUAZZI, a été aussi une occasion pour
revoir un grand ami, le Dr. Brahim BESSAIS, Responsable du Groupe Photovoltaïque au
Laboratoire des Applications Solaire de l'INRST, qui a aussi été aimablement convié à partager ce
repas d'amis. Profitant de cette précieuse opportunité, le Pr. BOUAZZI a proposé à ses invités
l'intéressante idée de création d'une société maghrébine des énergies renouvelables. Séduits par cette
idée, les collègues ont convenu d'œuvrer tous à la concrétisation de ce projet.
Le 25 mai 2003 :
Ma mission étant terminée, j'ai suis rentré au Maroc en prenant le vol TU 711 de 8h 30 au
départ de l'aéroport de Tunis-Carthage, à destination de l'aéroport Mohammed V.
-IV- EQUIPEMENTS SCIENTIFIQUES DU LPMS :
Le LPMS développe des activités de recherche dans le domaine des semi-conducteurs. Il
focalise ses intérêts sur les nouveaux matériaux en couches minces. Après une expérience de plus de
vingt ans dans le domaine de la conversion photovoltaïque de l'énergie solaire, le LPMS a su élargir
ses centres d'intérêt pour explorer des applications telles que les capteurs de gaz et la photonique
(communication optique). En outre, le LPMS a réussi à convaincre la coopération japonaise de
l'aider à mettre à niveau ses capacités technologiques de sorte que la recherche qu'il conduit
aboutisse à des résultats innovants à l'échelle internationale. Actuellement, les équipements
scientifiques dont il dispose servent aussi bien la recherche fondamentale que la formation
doctorale. Il s'agit plus particulièrement de:
1- Un Système de Déposition Multicouches par Pulvérisation à Magnétron
(High Rate Sputtering System, Type SH-350E-DO6, ULVAC, Japan) :
1-1- Spécifications techniques :
-
3 Magnétrons (2 dc et 1 rf).
Puissance maximale de 800 Watts par magnétron.
3 cibles de 101.4 mm de diamètre.
Porte substrat tournant.
Chauffage du substrat jusqu'à 600 °C.
Croissance en sputtering réactif (Ar/O2).
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- Unité de contrôle des paramètres de croissance.
1-2- Principales utilisations :
- Déposition des couches minces de quelques nanomètres à quelques microns de
composition, d'épaisseur et de qualité contrôlables.
- Combinaisons de trois matériaux différents déposés simultanément ou alternativement.
- Revêtements fins pour des applications optiques, thermique, mécaniques ou
électroniques.
- Fabrication de composants semi-conducteurs en couches minces.
- Décapage ionique des surfaces.
- Traitements thermiques sous atmosphère contrôlée (Argon, Oxygène) ou sous vide
poussé (10-7 torr).
2- Un système de Vidéo-Microscope Optique Haute Température :
2-1- Spécifications techniques :
-
Agrandissement X 400.
Caméra CCD pour études dynamiques.
Possibilité de filmer des processus microscopiques.
Température de l'échantillon analysé de 25°C à 1500 °C par chauffage radiatif IR.
2-2- Principales utilisations :
- Analyses métallographiques des surfaces - suivi en temps réel et enregistrement vidéo des
transformations de phases et de la propagation des fissures et des dislocations.
- Métallurgie fine et études dynamiques de vieillissement des matériaux et composants.
3- Un microscope Electronique à Balayage (SEM, XL 30, PHILIPS) :
3-1- Spécifications techniques :
- Agrandissement X 200 000.
- Module EDAX à RX (Electron Dispersion Analysis with X Rays).
- Moyens de métallisation par sputtering (Cressington Sputter Coater and Cressington
Thickness Controller).
- Contrôle entièrement informatisé des observations.
3-2- Principales utilisations :
-
Observations de structures solides à l'échelle de dizaines de nanomètres.
Microanalyse de la composition chimique.
Bombardement d'échantillons par un faisceau électronique.
Etude des procédés de fabrication et suivi du vieillissement des solides de toutes natures.
Utilisations en sciences des matériaux, microélectronique, médecine, agronomie, biologie
etc.…
4- Spectrophotométrie et spectroscopie d'impédance :
4-1- Spécifications techniques :
- Analyse spectrale dans l'intervalle 200 – 3200 nm.
- Sphère intégrante de 150 mm de diamètre.
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- Mesures répétitives.
- Visualisation en temps réel des grandeurs photométriques.
4-2- Principales utilisations :
- Analyse optique de la réflexion, de la transmission et de l'absorption.
- Etude de la rugosité des surfaces.
- Détermination des constantes optiques de milieux divers, de l'épaisseur des couches
minces.
5- Analyseur d'impédance :
5-1- Spécifications techniques :
- Intervalle de fréquences 5 Hz – 13 MHz.
- Diverses grandeurs électriques directement mesurables: angle de perte, impédance,
conductance, susceptance, déphasage, …
5-2- Principales utilisations :
- Analyse du comportement dynamique des semi-conducteurs et des diélectriques en
service ou hors service, sous vide ou sous atmosphère contrôlée.
- Séparation des processus de relaxation et détermination des paramètres physiques affectés
par les contraintes appliquées.
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Rabat le 9 juin 2003
Pr. Abdelfattah BARHDADI
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