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Postdoc en chimie et physique des matériaux (H/F)

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Informations générales

Référence : UMR5275-FABCAR-028
Lieu de travail : GRENOBLE
Date de publication : lundi 25 novembre 2019
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 12 mois
Date d'embauche prévue : 1 février 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2617 brut
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : Indifférent

Missions

Parmi les micro-éléments essentiels, le sélénium a l'une des plus petites fenêtre entre déficit alimentaire et niveau toxique (un ordre de grandeur de différence entre les doses journalières correspondantes) et il est donc décrit comme étant « à double tranchant » (Levander and Burk, 2006). Etant donné que tant un déficit qu'un excès en sélénium peuvent avoir des effets dramatiques sur la santé humaine, il est essentiel pour notre société de comprendre sa biodisponibilité. Cependant il n'est pas aisé de comprendre l'ensemble des phénomènes physico-chimiques qui gouvernent cette biodisponibilité. Un grand nombre de degrés d'oxydation et de formes chimiques associées, et leur interaction avec des phases organiques et inorganiques naturelles, conduisent à avoir plusieurs espèces présentes simultanément dans un environnement donné. De plus un des isotopes du sélénium, 79Se crée un risque potentiel dans le stockage des déchets nucléaires de par sa longue demi vie (~1.1 million d'années) et sa grande mobilité. Au niveau de l'interface entre l'argile compactée et le containeur corrodé dans des conditions anoxiques, des réactions complexes peuvent conduire à la précipitation de nanoparticules à partir de l'ion sélénate, qui sont un défi à la prédiction par les modèles géochimiques (Breynaert et al., 2008; Charlet et al., 2007; Scheinost and Charlet, 2008; Scheinost et al., 2008). L'estimation du risque associé au stockage de tels déchets doit inclure une compréhension détaillée des processus physico chimiques et de diffusion qui gouvernent le devenir des radioéléments dans les systèmes de barrière géologique (Charlet et al., 2017). Parmi les points critiques à une telle estimation de risque , la faible capacité d'ions formés par des éléments à longue vie (e.g. 79Tc, 79Se) à s'adsorber sous leur forme la plus oxydée et à être réduits par les phases minérales riches en Fe(II) et donc à diminuer leur forte mobilité, joue un rôle central. Altmann (2008) a montré qu'une augmentation de la valeur du Kd de ces ions, de 0 à seulement 1 mg/L, diminuait après 103 à 106 d'années et par plusieurs ordres de grandeur (en mol/year) le flux sortant de la barrière géologique telle que la formation du Callovo-Oxfordien pour 129I, 36Cl et 79Se. Dans diverses études précédentes nous avons étudié chimiquement et spectroscopiquement la réduction du sélénite (Se(IV)) par divers minéraux riches en Fe(II) (pyrite, mackinawite, magnetite, argiles et calcite à Fe(II)).
- Dans le présent projet notre but est de quantifier la précipitation par réduction des ions selenate (Se(VI)) et perrhenate (Re(VII), un autre oxyanion récalcitrant modèle du pertechnetate, par des minéraux riches en Fe(II) et d'évaluer la stabilité de ce processus par rapport à plusieurs perturbations (anion concurrent, changement de pH) au moyen de courbes de percée.
- Nous combinerons ces expériences statiques et dynamiques de sorption avec des mesures spectroscopiques et de simulation informatique pour quantifier et comprendre les mécanismes de réduction du Se et du Re dans les systèmes argileux micro et nanoporeux.

Activités

Le/la candidat(e) retenu(e)

- mesurera la sorption des anions sélénate (Se(VI)) et perrhenate (Re(VII) par des minéraux riches en Fe(II) (nanomagnétite), soit en « batch » soit sur dans des systèmes de microfluidique, couplés à une chromatographie liquide. Ces mesures seront comparées à la réactivité vis à vis des mêmes oxyanions de la goethite suspendue dans l'eau saturée en H2. Nous avons étudié précédemment l'adsorption de H2 sur des argiles (Mondelli et al., 2015, Didier et al., 2014; Bardelli, 2014) et montré que la réduction de Se(IV) faisait intervenir H2 adsorbé (Charlet et al., 2007). Des études récentes ont démontré que les roches riches en argile et saturées d'eau naturelle pouvaient contenir jusqu'à 500 ppm de H2 (Truche et al., 2018). L'un des co-encadrants conduit des expériences de volatilisation du mercure par réduction dans des suspensions de goethite saturées en H2. La compétition pour l'adsoprption d'autres oxyanions et l'effet du pH sera évaluée.

- En se basant sur la vaste expérience de notre équipe en matière de recherche spectroscopique sur synchrotron, le/la postdoc effectuera des mesures XAFS, interprétera les données, et éventuellement fera des études de dynamique moléculaire, pour comprendre les mécanismes de précipitation par réduction. Des modèles cinétiques macroscopiques seront utilisés pour modéliser les courbes de percées et autres données cinétiques.

Compétences

Techniques utilisées : suivi de cinétiques de réactions en réacteurs fermés en présence de H2 ; suivi de cinétique en boite à gant(atmosphère N2) ; Courbes de percée en microfluidique ; Analyse par chromatographie ionique et ICP-AES ; caractérisations minéralogiques XRD/SEM/TEM/TEM/FTIR, spectroscopie XAFS, et modélisation atomistique computationnelle.

Contexte de travail

Il s'agit d'un programme de recherche du laboratoire ISTerre (Grenoble, France), en collaboration avec la ligne de lumière synchrotron ROBL à l'ESRF (Grenoble, France). Les deux équipes de recherche partageront leurs compétences et leurs connaissances pour étudier l'adsorption du Se(VI) et Re(VII) à la surface de magnétite ou de goethite en suspension dans une eau riche H2-rich.
Ce poste fait partie du programme européen commun sur la gestion des déchets radioactifs (https://cordis.europa.eu/project/rcn/223662/factsheet/en), Projet EURAD, soutenu financièrement par la Commission Européenne (H2020).
Des informations générales sur les laboratoires ISTerre et ROBL sont disponibles sur : http://isterre.fr et http://www-robl.ec. ISTerre (via l'Université Grenoble Alpes) a été classé 4ème centre en Géochimie/Géophysique au niveau mondial par le classement CWUR des Universités 2018-2019. (https://cwur.org/2017/subjects.php#Geochemistry%20&%20Geophysics)

Informations complémentaires

Les candidats doivent être titulaires d'un doctorat (ou équivalent) en géologie, chimie, physique ou science des matériaux d'ici octobre 2019.
Nous recherchons une personne très motivée, particulièrement intéressée par la chimie et la physique des matériaux, la minéralogie des sulfures et oxydes de Fe(II) et le travail expérimental et analytique en laboratoire.
Le candidat doit, en outre, avoir une solide formation en spectroscopie.
La connaissance du français n'est pas obligatoire mais le candidat doit parfaitement maîtriser et écrire l'anglais.
Cette bourse postdoctorale est principalement assujettie au dossier scolaire et à la qualité du candidat pendant l'entretien.
Les candidats doivent soumettre un énoncé d'expérience de recherche et d'intérêts, un CV détaillé incluant la liste complète des publications / résumés / conférences, ainsi que les noms et coordonnées de deux référents potentiels.

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