En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez le dépôt de cookies dans votre navigateur. (En savoir plus)
Portail > Offres > Offre UMR5085-CONVAH-003 - Contrat post doctoral: Simulation numérique et premier changement d'échelles d'un procédé de dépôt chimique en phase vapeur de revêtements innovants fonctionnels pour la plasturgie (H/F)

Contrat post doctoral: Simulation numérique et premier changement d'échelles d'un procédé de dépôt chimique en phase vapeur de revêtements innovants fonctionnels pour la plasturgie (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : vendredi 28 janvier 2022

Assurez-vous que votre profil candidat soit correctement renseigné avant de postuler. Les informations de votre profil complètent celles associées à chaque candidature. Afin d’augmenter votre visibilité sur notre Portail Emploi et ainsi permettre aux recruteurs de consulter votre profil candidat, vous avez la possibilité de déposer votre CV dans notre CVThèque en un clic !

Faites connaître cette offre !

Informations générales

Référence : UMR5085-CONVAH-003
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : vendredi 17 décembre 2021
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 12 mois
Date d'embauche prévue : 1 mars 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2663 € bruts mensuels
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : 1 à 4 années

Missions

Appliquer à des pièces de démonstration un procédé de dépôt chimique en phase vapeur pour l'élaboration de revêtements à base d'oxyde de zirconium. Ces revêtements devront satisfaire un cahier de charges strict pour la régulation thermique et la protection contre la corrosion des inserts en acier utilisés en plasturgie pour le moulage par injection. Simulation du procédé de dépôt par mécanique des fluides numériques (CFD).

Activités

1. Recherche bibliographique.
2. Définition/adaptation du protocole opératoire de dépôt de revêtements.
3. Réalisation de dépôts, criblage de conditions opératoires.
4. Elaboration/validation d'un modèle cinétique réactionnel, couplage avec un logiciel de mécanique de fluides, simulation du procédé de dépôt.
5. Caractérisation structurale et fonctionnelle des revêtements élaborés.
6. Analyse des résultats obtenus, synthèse de conclusions, optimisation en conséquence des revêtements et du procédé de leur élaboration. Ceci en étroite interaction avec les partenaires de l'équipe projet.
7. Participation active aux réunions d'avancement, reporting, force de propositions.
8. Rédaction de rapports internes et vis-à-vis des organismes financeurs, rédaction de manuscrits de publication.

Compétences

1. Techniques de dépôt de couches minces par voie chimique sèche. Formation interne possible.
2. Maitrise des logiciels de mécanique de fluides tels que ANSIS Fluent. Formation interne possible.
3. Techniques spectroscopiques et microscopiques, de caractérisation structurale et morphologique de couches minces. Formations internes possibles pour des techniques particulières.
4. Manipulation de produits chimiques et capacité d'évoluer dans un laboratoire de chimie. Formations internes possibles.
5. Excellence rédactionnelle, en français et en anglais.
6. Communication, interaction et travail d'équipe dans un environnement de travail académique, industriel et international.

Contexte de travail

Lorsqu'il s'agit de produire une grande quantité de pièces plastiques, le moulage par injection est le procédé de référence. Il permet la réalisation de formes complexes avec une forte productivité qui dépend du temps de cycle et du nombre d'empreintes dans le moule. Si la forte productivité est souvent associée à une réduction du coût de production, elle peut néanmoins mener à une diminution de la qualité de la pièce. Cette diminution de la qualité correspond souvent à des défauts qui apparaissent lors du refroidissement précoce du thermoplastique dans le moule, ou encore à une modification du moule par érosion/corrosion lorsqu'il est fortement utilisé.
La concurrence mondiale sur le marché des matières plastiques exige des coopérations intersectorielles pour favoriser l'avantage concurrentiel et l'innovation, en particulier dans la production et les chaînes d'approvisionnement complexes. La durabilité du moule d'injection, élément central de la technologie de production et l'amélioration des propriétés du produit fini telles que la qualité de la surface (aspect esthétique), deviennent des éléments clé dans cette compétition. Ces besoins trouvent écho dans plusieurs domaines, comme l'aéronautique, le sanitaire (médical, pharmacie) ou l'automobile. Afin de répondre à ces besoins, deux projets collaboratifs, en France et en Allemagne sont respectivement en cours et clôturé. Chacun comporte des partenariats mixtes, industriels et académiques, et les deux sont intimement liés pour produire de la valeur ajoutée.
Dans ce contexte, ce contrat post doctoral concerne le développement d'un procédé de CVD (Chemical Vapor Deposition), produisant des revêtements fonctionnels spécifiques de régulation thermique et de protection anticorrosion, applicables sur les moules d'injection de plasturgie. Ces revêtements seront des oxydes complexes amorphes à base d'oxyde de zirconium, notamment des zirconates de terres rares, par exemple du lanthane1 ou du gadolinium2. Leur faible conductivité thermique3, combinée avec leur caractère barrière renforcé par leur état amorphe4 doivent permettre de satisfaire ces cahiers de charge contraignants. L'attention sera portée sur le caractère industriellement transférable du procédé, par interaction continue avec les entreprises participant au projet.
Le procédé et les caractéristiques des dépôts sont actuellement étudiés expérimentalement à l'échelle du laboratoire par un autre travail de post doc organisé en parallèle dans le même consortium. Les deux post doctorants travailleront en synergie.
Le travail sera mené au sein de deux laboratoires de recherche situés à l'Ecole Nationale Supérieure en Arts Chimiques et Technologiques (ENSIACET) de l'Institut National Polytechnique de Toulouse (INPT). Le Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux (CIRIMAT, https://www.cirimat.cnrs.fr/) et le Laboratoire de Génie Chimique (LGC, https://lgc.cnrs.fr/) possèdent une expérience complémentaire et internationalement reconnue dans le domaine des matériaux en couches minces élaborés par CVD5-6. Des collaborations étroites sont prévues avec l'équipe Surface, Friction, Vibration du Prof. S. Benayoun au Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes (LTDS) de l'Ecole Centrale de Lyon, qui procédera à l'analyse des transferts thermiques à travers les films.
Références
1. Zhang, C. G.; Zhao, J. L.; Yang, L.; Zhou, Y. C.; Wang, Q. F.; Chen, H. F.; Yang, G.; Gao, Y. F.; Liu, B., Preparation and corrosion resistance of nonstoichiometric lanthanum zirconate coatings. J. Eur. Cer. Soc. 2020, 40 (8), 3122-3128.
2. Mahade, S.; Jonnalagadda, K. P.; Curry, N.; Li, X. H.; Bjorklund, S.; Markocsan, N.; Nylen, P.; Peng, R. L., Engineered architectures of gadolinium zirconate based thermal barrier coatings subjected to hot corrosion test. Surf. Coat. Techn. 2017, 328, 361-370.
3. Vassen, R.; Jarligo, M. O.; Steinke, T.; Mack, D. E.; Stover, D., Overview on advanced thermal barrier coatings. Surf. Coat. Techn. 2010, 205 (4), 938-942.
4. Zhang, X. T.; Wu, L., Synthesis of self-sacrifice amorphous titanium dioxide-coated aluminum via hydrolysis reaction for anticorrosion application. Ionics 2018, 24 (9), 2905-2913.
5. Vahlas, C.; Juarez, F.; Feurer, R.; Serp, P.; Caussat, B., Fluidization, spouting, and metalorganic chemical vapor deposition of platinum group metals on powders. Advanced Mater. CVD 2002, 8 (4), 127-144.
6. Topka, K. C.; Chliavoras, G. A.; Senocq, F.; Vergnes, H.; Samelor, D.; Sadowski, D.; Vahlas, C.; Caussat, B., Large temperature range model for the atmospheric pressure Chemical vapor deposition of Silicon dioxide films on thermosensitive substrates. Chem. Eng. Res. Des. 2020, 161, 146-158.

Contraintes et risques

Il n'y a pas de risques particuliers associés à cette offre de post doctorat. Cependant, la personne recrutée devra respecter les protocoles de manipulation de produits chimiques et savoir évoluer dans un environnement où sont manipulés des produits chimiques.

Informations complémentaires

La personne retenue sera docteur en génie chimique appliqué aux procédés CVD ou ALD, ou en science des matériaux avec des compétences en simulation CFD (mécanique des fluides, transferts de chaleur et de matière avec prise en compte de cinétiques de réactions chimiques). Il(elle) aura un fort attrait pour les études de simulation numérique de procédés et pour des travaux expérimentaux, incluant le dépôt et la caractérisation morphologique et structurale des revêtements. Il ou elle aura en charge toutes les tâches liées à la simulation CFD du procédé CVD et à l'étude expérimentale du changement d'échelle, en interaction avec les collaborateurs décrits plus haut. A ce titre, il(elle) aura de grandes capacités d'autonomie, de travail en équipe, de communication en Anglais et de rédaction de rapports scientifiques.

On en parle sur Twitter !