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chercheur en CDD. Modélisation, réalisation et caractérisation d'une membrane polymère structurée pour le confort thermique (H/F)

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Informations générales

Référence : UMR8520-VINTHO-001
Lieu de travail : VILLENEUVE D ASCQ
Date de publication : mercredi 11 mars 2020
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 6 mois
Date d'embauche prévue : 1 mai 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : entre 2 643 et 3 047 euros brut selon expérience
Niveau d'études souhaité : Bac+5
Expérience souhaitée : Indifférent

Missions

La personne recrutée intégrera le groupe BIOMEMS de l'IEMN à Villeneuve d'Ascq. Sa mission consistera en la modélisation, la réalisation et la caractérisation d'une membrane polymère structurée qui présente des propriétés optiques spécifiques dans la gamme du moyen infra rouge.
Ce travail s'effectuera dans le cadre d'un contrat entre Damart (financeur) et le CNRS (IEMN). Il débutera par une première période de 6 mois. A l'issu, Damart décidera s'il y a lieu de financer 6 mois supplémentaires.

Activités

Au cours des vingt dernières années, les textiles intelligents ont connu un développement rapide, entre autres via l'intégration de nanotechnologies, touchant ainsi de nombreux domaines comme le médical, le bâtiment, la défense, la sécurité civile ou le grand publique au sens large. Nous nous intéressons à une nouvelle génération de textiles capables de réguler dynamiquement la température à partir de sa nature physique et de sa structuration intrinsèque [1,2]. Le confort thermique est lié à l'espace situé entre la peau et le textile, appelé microclimat. Pour contrôler la température du microclimat, nous souhaitons fonctionnaliser le textile, de manière indirecte en lui ajoutant une membrane structurée et/ou chargée en particules souple.
Au cours des années précédentes, nous nous sommes intéressés à la structuration de membrane en polymère en cristal photonique, permettant ainsi de modulation les réponses spectrales optiques dans le domaine d'émissivité du corps humain, le Mid-IR [3]. Nous avons étudié les propriétés optiques de différentes membranes en polymère, en étudiant leurs réponses en réflexion, transmission et absorption dans le Mid-IR en fonction de leur nature physique et de leurs paramètres géométriques. Nous avons alors écrit le bilan thermique entre le corps humain et le milieu environnant à travers la membrane photonique en tenant compte des mécanismes thermiques de conduction, convection et radiation. Nous avons montré qu'en utilisant une membrane texturée, la modulation optique dans le Mid-IR s'accompagnait d'une variation de la température de la peau avec un différentiel de +1°C par rapport à une membrane non texturée [4]. Ainsi, lorsque la température de la pièce est basse, typiquement de 20°C, la membrane structurée agit comme un élément chauffant. Jusqu'à présent, cette propriété de thermorégulation s'appuie sur des considérations et des démonstrations théoriques
Le candidat retenu s'appuiera sur la centrale de technologie de l'IEMN pour la réalisation des membranes. Deux types de structures seront envisagés, à savoir des membranes d'un polymère unique qui seront structurées ou des membranes planaires non structurées mais chargées avec des particules dont la taille est voisine du micron. Ces membranes devront présenter une épaisseur comprise entre 10 et 100 µm afin de pouvoir être manipulées et une surface compatible avec les moyens de caractérisations (4cm2) Leur surface devra correspondre à la surface nécessaire à la caractérisation des propriétés optiques dans le domaine infra-rouge par FTIR (4 cm²). Pour ces deux structures, nous définirons les procédés de fabrication conduisant à la réalisation des membranes. L'étude consistera dans un premier temps à définir les conditions pour libérer les membranes de leur substrat porteur. Ensuite nous nous attacherons soit à les structurer, soit à intégrer des particules réparties de façon homogène dans le matériau. Les membranes photoniques ainsi réalisées seront caractérisées par spectroscopie IR (FTIR). Enfin, les résultats expérimentaux obtenus seront comparés aux calculs numériques.
En parallèle de ce travail expérimental, nous effectuerons une étude théorique sur les différents paramètres influant sur la température de la peau.

Compétences

Nous recherchons un candidat ayant des compétences en microtechnologies (photolithographie, attaque chimique, spin coating). Le candidat devra également maitriser les concepts physiques liés aux propagations d'ondes électromagnétiques dans les méta-matériaux ainsi que leur simulation (codes basés sur la FDTD, Comsol) ainsi qu'en termes de transfert thermique.
Diplôme souhaité : Doctorat.

Contexte de travail

Ce travail s'effectuera à l'IEMN (Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie) à Villeneuve d'Ascq.
L'IEMN regroupe dans une structure unique l'essentiel de la recherche régionale dans un vaste domaine scientifique allant des nanosciences à l'instrumentation.

Faire travailler ensemble des chercheurs ayant des cultures, des démarches et des motivations différentes, construire une continuité de connaissances allant des problèmes fondamentaux aux applications fait aujourd'hui notre spécificité. Aujourd'hui, près de 500 personnes, dont une centaine de chercheurs internationaux, travaillent ensemble.

Le cœur de nos activités est centré sur les micros et nanotechnologies et leurs applications dans les domaines de l'information, la communication, les transports et la santé. Nos chercheurs ont à leur disposition des moyens expérimentaux exceptionnels, en particulier des centrales de technologie et de caractérisation dont les possibilités et les performances se situent au meilleur niveau européen. L'IEMN fait partie du réseau des grandes centrales de technologie RENATECH.

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