Description du sujet de thèse

Cette thèse s’inscrit dans le domaine de la chimie verte par le développement de méthodologies respectueuse de l’environnement. Par l’étude de la mécanocatalyse sous atmosphère réactive et sous insolation, cette recherche participe à la construction d’une chimie durable et éco-responsable. L'objectif est de concevoir, développer et optimiser des réacteurs de mécanochimie permettant la photodégradation du phénol et de dérivés halogénés du phénol, sous atmosphère réactive oxydante (O2 ou air). Cette approche combine la mécanochimie, qui exploite les forces mécaniques pour catalyser des réactions chimiques, avec la photocatalyse, qui utilise la lumière pour induire des réactions de dégradation. Cette recherche devra contribuer au développement d’une méthodologie standardisable permettant de comparer l’efficacité de différentes conditions réactionnelles, tant en termes de composition de l'atmosphère, de pression, de concentrations de réactifs ou de type de catalyseur. Nous développerons des environnements réactionnels constitués de sources de lumière maîtrisées (spectre d’émission, longueurs d’onde des pics principaux, puissance radiative) pour l’insolation de réacteurs de broyage (quartz, PMMA) utilisables sous atmosphère contrôlée (composition, quantités). Nous développerons une réaction modèle de photodégradation du phénol en phase condensée sous atmosphère réactive. Nous étendrons ses conditions modèles à des substrats halogénophénol puis nous étudierons l’efficacité de photocatalyseurs (commerciaux ou préparés au laboratoire) par comparaison à notre standard (TiO2 )

Contexte de travail

Cette thèse sera réalisée dans l'équipe CASU de l'UCCS sur le site de la Faculté des Sciences Jean Perrin de l'Université d'Artois. Cette équipe, de 15 enseignants-chercheurs, possède des connaissances et compétences approfondies dans l'utilisation de l'énergie mécanique pour conduire des réactions chimiques, en particulier pour la synthèse de molécules organiques. Elle est également experte dans la maîtrise des effets supramoléculaires et stériques en phase solide, permettant d'effectuer des modifications sélectives de cyclodextrines par broyage sans solvant. L'équipe CASU possède des connaissances et compétences spécialisées dans la préparation de catalyseurs organométalliques et/ou de nanoparticules métalliques par mécanochimie. En outre, elle a développé une expertise en réactions catalytiques en milieu solide par activation mécanique, en maîtrisant les effets supramoléculaires pour orienter certaines sélectivités. De plus, elle est compétente dans la conduite de réactions catalytiques sous pression d'atmosphère réactive. De même, l'équipe CASU dispose de compétences et de connaissances propres dans l'élaboration de matériaux nanostructurés à base de TiO2, ainsi que de matériaux composites nanostructurés TiO2/Au, possédant des propriétés photocatalytiques. La synthèse de ces matériaux est réalisée en utilisant des assemblages supramoléculaires de dérivés de cyclodextrines et de polymères hydrosolubles. Ces matériaux ont été utilisés avec succès dans la photodégradation d'herbicides. Enfin, l'équipe CASU a étendu son champ d'expertise en développant des méthodes de préparation de matériaux à base de TiO2 dopé à l'or par activation micro-onde, et a démontré leur efficacité photocatalytique, aussi bien dans la photodégradation de colorants que dans la photo-production d'hydrogène par craquage de l'eau (water splitting). Nous développerons la photomécanocatalyse en systèmes fermés de type broyeurs vibrants sous atmosphère réactive contrôlée et sous insolation. Nous utiliserons l’ensemble des outils et techniques d’analyses utiles à la caractérisation des systèmes. (RMN / spectroscopie IR/UV/Vis / chromatographies CG-MS / HPLC / analyses thermogravimétriques ATG-DSC …)

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

Les personnes candidates devront être titulaires d'un Master 2 ou d'un diplôme équivalent en chimie ou en science des matériaux au 01 septembre 2024. Des expériences dans la catalyse, la photochimie, la mécanochimie et les méthodes d'analyses usuelles seront un atout. La personne retenue doit avoir de bonnes aptitudes au travail d'équipe et du dynamisme pour acquérir de nouvelles compétences. Les personnes candidates doivent parler correctement en anglais et/ou en français avec des compétences en rédaction scientifique.
Le travail sera réalisé dans un laboratoire de chimie, impliquant les risques et les exigences standards inhérents à ce domaine (tel que le travail sous sorbonne ventilée, le port des équipements de protection individuels, etc.). Les personnes candidates devront déjà avoir acquis les bonnes pratiques de laboratoire en chimie, notamment en ce qui concerne les protocoles de sécurité pour la manipulation des produits chimiques. Cependant, la personne recrutée suivra une formation hygiène et sécurité obligatoire pour les nouveaux entrants au laboratoire.
Cette thèse se déroulera dans un lieu susceptible d'être situé dans une "zone restreinte" au sens de l'article R. 413-5-1 du code pénal. L'éventuel recrutement ne pourra avoir lieu qu'après l'obtention d'une autorisation d'accès délivrée par l'autorité compétente, conformément aux dispositions de l'article 20-4 du décret n°84-431 du 6 juin 1984. Pour cette raison, un dossier devra être constitué à l'attention du fonctionnaire de défense.