Description du sujet de thèse

Les photons solaires constituent la plus grande source d’énergie sur Terre et leur exploitation contribuera à résoudre la crise énergétique sans nuire à l’environnement. En 2023, Bousquet et al., l’équipe du coordinateur de ce projet, ont démontré une méthode de production de nanoparticules organiques donneur-accepteur et ont obtenu des cellules solaires avec un rendement de 10 %, élaborées à partir de ces nouvelles encres à base d’eau. Cependant, la faiblesse du Photovoltaïque (PV) réside en l’intermittence de sa production énergétique. La production d'hydrogène (H2) via la photocatalyse de l'eau est apparue comme une fantastique solution pour stocker l'énergie solaire dans un carburant qui ne produit pas de CO2, ni pendant la production ni pendant la consommation. L'analyse du cycle de vie de différentes technologies de production d’H2 a déjà montré qu'un système colloïdal, dans lequel les photocatalyseurs sont dispersés sous forme de nanoparticules dans l'eau, serait la technologie la moins chère. Dans ce projet de thèse, qui fait partie d’un projet plus large, financé par l’ANR, nous allons transférer les connaissances acquises dans le domaine du photovoltaïque avec des encres aqueuses, à la photocatalyse. Nous combinerons des matériaux de pointe issus du PV organique et des co-catalyseurs moléculaires durables pour synthétiser de nouvelles nanoparticules dispersées dans l'eau. Nous utiliserons des techniques résolues dans l’espace et dans le temps pour caractériser la morphologie interne et les propriétés optoélectroniques de ces nano-photoréacteurs. Enfin, le comportement photocatalytique de ces nanoparticules pour la production de H2 sera étudié en profondeur.

Le(la) candidat(e) devra justifier d’un diplôme de master ou d’ingénieur en chimie organique et/ou polymère. Une expérience en photocatalyse ou en milieu dispersé serait un plus. Il(elle) devra avoir un intérêt prononcé pour un travail expérimental multidisciplinaire, allant de la chimie à la physico-chimie des polymères à l’utilisation des matériaux dans un application photocatalyse, en passant par l’utilisation de nombreuses techniques de caractérisations (spectroscopiques, microscopiques, électriques, etc.). Un niveau élevé en Anglais oral et écrit est exigé. Une expérience en analyse du cycle de vie serait un plus.
Votre candidature devra comporter les éléments suivants :
- Lettre de motivation
- CV détaillé
- Copie des diplômes obtenus
- Bulletins de notes de la licence et du Master

Et de manière optionnelle :
- Lettre(s) de recommandation

Contexte de travail

L’IPREM (Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l’environnement et les matériaux) est une Unité Mixte de Recherche CNRS / Université de Pau et des Pays de l'Adour (UMR 5254) située à Pau en France. Elle regroupe plus de 300 personnes qui s’intéressent au développement de connaissances fondamentales en physico-chimie, chimie analytique et microbiologie, en relation avec des applications concernant la structure du vivant, la gestion de l’environnement et de l’énergie et les propriétés fonctionnelles de différentes classes de matériaux. Ses compétences sont basées autour de stratégies analytiques, de la modélisation, d’approches physico-chimiques, d’études fines de structures et de réactivité, d’élaboration, caractérisation et mise en œuvre à différentes échelles. Elles permettent d’afficher une position originale dans le domaine des applications dans de nombreux secteurs industriels tant au niveau national qu’international.
Cette thèse se déroulera dans le cadre du projet ANR PIN'S : « Nanoparticules de Polymères pi-conjugués pour la Photocatalyse ».

Contraintes et risques

Deux déplacements d’un mois chez les partenaires du consortium seront effectués durant la thèse.