Description du sujet de thèse

Recruté(e) au CNRS au sein de l'IC2MP (Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers), le/la candidat(e) travaillera sur un projet passionnant financé par l'ERC Starting Grant, ConCASM.
L'activation de petites molécules telles que CO2, CH4, NH3, etc.... avec une énergie de dissociation de liaison élevée dans des conditions de réaction douces nécessite que nous développions des matériaux catalytiques hautement actifs en synergie avec des technologies alternatives. Dans ce contexte, les ultrasons à haute fréquence apparaissent comme une technologie prometteuse en synergie avec la catalyse pour activer les molécules à des températures plus basses, améliorant ainsi la productivité globale du processus. Cependant, la nucléation des bulles de cavitation reste un processus stochastique et énergivore. Le couplage de la catalyse avec les ultrasons à haute fréquence offre des possibilités prometteuses mais encore inexplorées pour contrôler la nucléation et la formation des bulles de cavitation, en vue d'une activation énergétiquement efficace des petites molécules.
L'objectif de cette thèse est d'étudier l'effet des matériaux catalytiques modifiés en surface dans la nucléation et le contrôle de la formation des bulles de cavitation. Le candidat étudiera les interactions de ces bulles nucléées en surface avec les matériaux catalytiques. La dynamique de la nucléation des bulles et les interactions sur les propriétés physico-chimiques des matériaux structurés en surface seront étudiées. La stabilité de ces matériaux à surface contrôlée sous irradiation ultrasonique sera essentielle. Le candidat effectuera une quantification et une analyse détaillées de la génération de bulles et d'autres analyses pertinentes en utilisant des visualisations par caméra à grande vitesse, la vélocimétrie par image de particules, le cavitomètre, etc. L'activation catalytique de petites molécules induite par les ultrasons sera également étudiée.
Le/la candidat(e) sera responsable des activités suivantes :
- Conception et synthèse de matériaux catalytiques structurés en surface avec de nouvelles conceptions et des activités catalytiques améliorées.
- Caractérisation physico-chimique des matériaux synthétisés (vélocimétrie par image de particules, XRD, sorption d'azote, SEM, TEM, XPS, TGA, AFM, etc.) D'autres caractérisations seront réalisées en collaboration avec les partenaires académiques et industriels du projet.
- Visualisation in situ de la formation des bulles et des interactions avec les matériaux solides catalytiques
- Utiliser une pléthore de logiciels pour l'analyse, par exemple MATLAB, Image J, etc.
- Présentation des résultats lors des réunions d'avancement du consortium.
- Préparation de rapports (bibliographiques et d'avancement) et de publications.
- Participation à l'élaboration de nouveaux projets de recherche.
Les compétences attendues sont celles d'un master en chimie, en physique, en génie chimique ou en catalyse hétérogène. Des compétences impératives dans la synthèse de matériaux catalytiques inorganiques structurés seront un avantage. On attend du/de la candidat(e) qu'il soit curieux/se et imaginatif/ve. Il/elle doit également avoir : une très bonne connaissance des techniques d'analyse physico-chimique, une excellente capacité d'analyse critique des données expérimentales, de solides compétences en matière de rédaction et de communication des résultats scientifiques, un très bon niveau d'anglais écrit/oral, la capacité d'utiliser des logiciels analytiques tels que MATLAB.

Contexte de travail

Au CNRS, le/la candidat(e) travaillera à Poitiers au sein de l'Institut de Chimie des Environnements et Matériaux de Poitiers (IC2MP). L'IC2MP est une unité de recherche interdisciplinaire - UMR 7285 CNRS Université de Poitiers (https://ic2mp.labo.univ-poitiers.fr/). Les recherches de l'IC2MP s'inscrivent dans une démarche globale d'éco-conception qui inclut (1) la synthèse de matériaux et de molécules par des procédés économes en atomes et en énergie (catalyse, technologies alternatives, bio-solvants, énergies renouvelables, etc.) et (2) le transfert et la bioaccumulation de molécules organiques dans les écosystèmes. Dans ce projet, le/la candidat(e) rejoindra l'équipe « Catalyse et Environnements Non Conventionnels » (MEDIACAT), spécialisée dans le couplage de la catalyse avec des techniques d'activations alternatives pour la conversion du carbone renouvelable en molécules chimiques de spécialité. IC2MP fournit l'environnement de travail (équipe de recherche, équipements, plateformes, etc.) pour la réussite de cette mission, qui implique des chercheurs de l'équipe MEDIACAT dans le cadre d'un consortium de multiples laboratoires. Le/la doctorant(e) sera sous la supervision du coordinateur du projet.

Contraintes et risques

Risque chimique standard, exposition aux ultrasons à haute fréquence, mission de courte durée. Le candidat sera soumis au règlement intérieur du laboratoire pour toutes les règles d'hygiène et de sécurité. Des missions ponctuelles en France ou à l'étranger sont possibles.

Informations complémentaires

Les candidatures doivent être accompagnées d'un CV détaillé et d'une lettre de motivation en anglais.