Description du sujet de thèse

Les matériaux à conversion de spin basculent entre états électroniques sous l'effet de la température ou de la pression. Les importants changements d'entropie associés à une transition abrupte rendent ces matériaux idéaux pour intégrer des technologies innovantes de réfrigération à l'état solide développées récemment, barocalorique (pression hydrostatique) ou élastocalorique (déformation anisotrope). Nous les étudions pour concevoir un échangeur de chaleur dans le cadre d'un ambitieux projet européen d'innovation sur des nouvelles technologies de réfrigération soutenables.
La thèse se situe à la convergence d’expertises et de développements en chimie verte, mesures physiques sous pression et mise en forme de céramiques moléculaires par frittage. Ce projet vise l’étude de la chimie en flux (milli- ou microfluidique) des matériaux d’intérêt pour une optimisation environnementale de la synthèse via l’utilisation de techniques vertes. L’objectif sera 1) optimiser le procédé en flux continu ; 2) étudier les propriétés structurales, morphologiques, cristallographiques, calorimétriques et magnétiques à T et p variables de matériaux adaptés à la réfrigération barocalorique ; 3) mettre au point une montée en échelle de la production des matériaux en flux ; 4) obtenir des objets denses à intégrer à l’échangeur de chaleur visé par frittage.
Background en chimie des procédés et chimie en flux continu, maîtrise de l’anglais et du travail en équipe souhaités.

Contexte de travail

Ce contrat s'inscrit dans le cadre du développement à l'ICMCB de la réfrigération barocalorique, une thématique d'envergure financée par CNRS Innovation (projet BAROQUE), l'ANR (projets BREF et MolBaroFrige), et le Conseil Européen de l'Innovation (projet FROSTBIT). L'ICMCB coordonne le consortium FROSTBIT, qui a été sélectionné parmi les 10 consortia financés dans le cadre du portfolio constitué en réponse à l’appel à Projets EIC Pathfinder Challenge "Clean and Efficient Cooling" (2024-2028, 36 M€). Tous les consortia collaboreront sur des solutions de réfrigération innovantes alternatives à la technologie traditionnelle de compression de vapeur qui est un gros émetteur de gaz à effet de serre. L'objectif principal des recherches menées à l’ICMCB est d'utiliser la variation significative d'entropie observée dans les composés à Conversion de Spin lorsqu'ils changent d'état électronique sous l'effet d'une contrainte mécanique externe (pression hydrostatique ou déformation anisotrope). L'expertise acquise à l'ICMCB sur ces composés, leur synthèse en flux, leur étude sous pression, et dernièrement la possibilité de les fritter en objets à l'échelle macroscopique, est cruciale pour la réalisation du projet FROSBIT. Ce travail vise à préparer de nouveaux matériaux appropriés et à étudier leurs diagrammes de phase en pression et température.
Ce contrat se déroulera sous la direction de Patrick Rosa (Chargé de Recherches au CNRS) et de Guillaume Chastanet (Directeur de Recherches au CNRS) au sein de l’équipe Molécules et Matériaux Commutables. L’équipe regroupe des chimistes de synthèse et des physiciens qui travaillent ensemble à l'étude des propriétés des complexes métalliques à l'état solide (e.g., transition de spin, propriétés liées à la chiralité, transport de charge...).
Créé en 1995, l'Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (ICMCB) focalise ses recherches sur la Chimie du Solide, la Science des Matériaux et la Chimie et Procédés: concevoir, préparer, mettre en forme et caractériser les matériaux pour découvrir, maîtriser et optimiser des fonctions spécifiques. L'ICMCB réalise des recherches fondamentales sur des matériaux modèles et/ou susceptibles d'avoir des applications.
L'ICMCB est une UMR composée de 270 agents en moyenne (permanents et non-permanents), avec 3 tutelles, hébergée par le CNRS et en ZRR totale.
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que l’arrivée de l’agent soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.


Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Le/la doctorante fera de la synthèse en chimie organique et inorganique, et surtout sera amené(e) à utiliser des appareillages sous pression, dans le cadre des mesures de sécurité du laboratoire. Il/Elle sera amené(e) à travailler dans un environnement international, avec des échanges quotidiens avec des non-francophones, et en particulier à présenter régulièrement en anglais ses résultats tant localement (réunions de travail et de groupe) que dans le cadre du Consortium FROSTBIT, et à participer aux activités de portfolio du programme européen.