Description du sujet de thèse

Les enjeux sociétaux et environnementaux exigent à la fois des méthodes de synthèse plus rationnels des matériaux polymères, mais aussi une gestion plus vertueuse de leur fin de vie, tout en garantissant des performances optimales dans l’application visée. Le polyéthylène (PE) est le thermoplastique technique le plus répandu et le plus économique, avec une production mondiale de plus de 150 millions de tonnes par an. Le PE est commercialisé dans une variété de grades commerciaux utilisés dans diverses applications (emballage, pièces automobiles, dispositifs médicaux, etc.). Le PE n’est cependant pas facilement recyclable par voie chimique, en raison de la robustesse de ses liaisons constitutives.
Ce projet de thèse vise à développer de nouvelles méthodologies pour modifier chimiquement le PE, dans des conditions relativement douces, en installant toute une variété de groupes fonctionnels en position latérale ou bien des motifs dégradables dans son squelette. Par ce biais, et plutôt que de recycler le PE en revenant au monomère de base, il s’agit de donner une valeur ajoutée aux grades de PE (voie « upcycling »). En faisant varier le degré de substitution, les propriétés des PE ainsi dérivés devraient pouvoir être manipulées de manière modulaire, offrant de nouvelles possibilités d'élargir le profil des propriétés du PE. Ce programme se situe à l’interface de la chimie moléculaire, concernant l'étude de l'activation de liaisons C-H, et de la synthèse macromoléculaire visant la post-modification chimique précise du PE pour surmonter les limitations actuelles du recyclage chimique du PE.
Le projet implique le Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (LCPO) et l'Institut des Sciences Moléculaires (ISM), tous deux situés à Bordeaux, avec D. Taton et Y. Landais comme directeurs de thèse.

Contexte de travail

Le Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (LCPO) est une unité mixte de recherche rattachée au CNRS, à l'Université de Bordeaux et à l'Institut Polytechnique de Bordeaux (http://www.lcpo.fr). Le LCPO est composé de 4 équipes de recherche et comprend près de 150 personnes, incluant environ 50 personnels permanents.

Fort d'une expérience de plus de 30 ans en chimie des polymères, les recherches du LCPO visent à :
- mettre au point des méthodologies innovantes de synthèse de précision des polymères, en utilisant notamment des approches biomimétiques et/ou relevant des principes de la chimie verte
- développer des matériaux polymères fonctionnels par ingénierie macromoléculaire et auto-assemblage, notamment dans les domaines des matériaux renouvelables, de la santé et de l'énergie
- établir des liens pérennes avec le monde socio-économique.

Le candidat ou la candidate recruté(e) sera sous la supervision de Daniel Taton au sein de l'équipe 1 du LCPO. Il/elle travaillera dans le cadre du projet ANR « CYCLO-PE » dont le coordinateur est le Pr. Daniel Taton du LCPO à Bordeaux. Ce projet de thèse sera mené en étroite collaboration avec le Pr. Yannick Landais du Laboratoire ISM à Bordeaux. Il/elle sera titulaire d’un diplôme de Master ou d’un diplôme d’ingénieur (Bac + 5), avec de préférence une expertise en Science des Polymères.

L'équipe 1, intitulée « Catalyses et Ingénierie de Polymérisation », est dirigée par Frédéric Peruch. L'équipe développe des stratégies alternatives pour la synthèse de polymères « sur mesure » avec comme orientations principales :
- la conception de systèmes d'activation ou de catalyse pour des réactions de polymérisation hautement sélectives
- l'élaboration de nano-réacteurs catalytiques recyclables et bio-inspirés opérant en milieu aqueux
- l'ingénierie de polymères, de nanoparticules ou de nanostructures pour des fonctions et applications ciblées.

Contraintes et risques

Activités
Synthèse moléculaire d’agents de fonctionnalisation
Réaction de fonctionnalisation sur des substrats modèles moléculaires
Synthèse de polymères par post-modification chimique
Caractérisation physico-chimique de matériaux polymères à différentes échelles
Rédaction des rapports et des articles
Compétences
Aptitude en chimie moléculaire.
Aptitude en synthèse macromoléculaire.
Aptitude en physico-chimie des composés moléculaires et macromoléculaires
Connaissance des techniques de caractérisation des polymères (SEC, DSC, RMN, etc.).