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Thèse (H/F) : Stratégies Avancées pour la Protection contre la Corrosion à l'Échelle Nanométrique

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
- Français-- Anglais

Date Limite Candidature : jeudi 25 juillet 2024 23:59:00 heure de Paris

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Informations générales

Intitulé de l'offre : Thèse (H/F) : Stratégies Avancées pour la Protection contre la Corrosion à l'Échelle Nanométrique
Référence : UMR8247-DAVCER-001
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : PARIS 05
Date de publication : jeudi 4 juillet 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Interactions, particules, noyaux du laboratoire au cosmos

Description du sujet de thèse

Sujet de recherche :
Notre recherche vise à relever le défi de l'initiation de la corrosion (IC) à l'échelle nanométrique, une étape cruciale pour prévenir la propagation de la corrosion dans les métaux. En comprenant et en inhibant l'IC, nous pouvons améliorer la durabilité et la longévité des matériaux dans diverses industries.

Contexte et objectif :
Les métaux dans des environnements corrosifs restent soit métalliques, soit deviennent oxydés. Bien que des progrès significatifs aient été réalisés dans la compréhension et l'atténuation de la propagation de la corrosion, moins d'efforts ont été consacrés à bloquer l'IC à l'échelle nanométrique. Ce projet adoptera une approche multidisciplinaire pour explorer les premières étapes de la corrosion, en utilisant des techniques de monocouches, d'électronique et de nanofluidique. La compréhension de ces processus servira de base à la fabrication de revêtements auto-réparants à base de sol-gel. Idéalement, ces revêtements pourraient être utilisés pour divers métaux, mais les premiers efforts porteront sur le fer, l'acier et le cuivre.

Objectifs de recherche :
Phase exploratoire :
o Monocouches (1a) : Étudier l'impact des molécules passivantes sur l'IC en examinant des monocouches de molécules organiques agissant comme barrières.
o Électronique (1b) : Investiguer le rôle des jonctions électroniques dans la modulation de l'IC, en se concentrant sur l'interaction entre les métaux et les oxydes.
o Nanofluidique (1c) : Évaluer l'effet de l'accessibilité ionique sur l'IC en examinant les couches électriques doubles et leur impact sur le mouvement des ions.
(2) Phase d'application :
o Développer des revêtements sol-gel auto-réparants qui libèrent des inhibiteurs de corrosion en cas de dommage.

Matériaux cibles :
o Principal : Fer et acier, en raison de leur consommation mondiale.
o Secondaire : Alliages de cuivre, pour comprendre les détails mécaniques et les applications industrielles plus larges.

Méthodologie :
o Monocouches : Utiliser des molécules telles que le mercapto-benzimidazole et les amines, en variant leurs caractéristiques pour comprendre leur efficacité à prévenir l'IC.
o Jonctions électroniques : Utiliser des matériaux sol-gel (NiO, SnO2, TiO2, ZnO) pour étudier les interfaces semi-conducteur-métal et leur influence sur l'IC.
o Nanofluidique : Concevoir des films sol-gel avec des densités de charge et des porosités spécifiques pour analyser leur effet sur l'accessibilité ionique et l'IC.

Résultats attendus :
o Compréhension approfondie des mécanismes de l'IC.
o Développement de revêtements avancés et auto-réparants pour la protection contre la corrosion.
o Applicabilité plus large des résultats à divers métaux et contextes industriels.

Impact du projet :
Cette recherche contribuera au développement de nouvelles stratégies de protection contre la corrosion, améliorant la durabilité des matériaux et réduisant les coûts de maintenance dans de multiples industries.

Rejoignez-nous :
Les étudiants en master intéressés par la science des matériaux de pointe et la recherche interdisciplinaire sont encouragés à rejoindre notre équipe. Ce projet offre l'opportunité de travailler avec des techniques avancées et de contribuer à des avancées scientifiques significatives.

Contexte de travail

Le candidat travaillera dans l'équipe PCS (Physico-Chimie des Surfaces) au laboratoire IRCP (Institut de Recherche de Chimie Paris) à l'ENSCP (École Nationale Supérieure de Chimie de Paris). L'équipe PCS est à la pointe de la recherche en protection contre la corrosion et maîtrise des techniques d'analyse des surfaces telles que la ToF-SIMS (Spectrométrie de Masse d'Ions Secondaires à Temps de Vol), l'XPS in-situ, le STM (Microscopie à Effet Tunnel). Des méthodes d'oxydation in-situ avec des traceurs isotopiques, une chambre de préparation pour les traitements gazeux et thermiques ainsi qu'une boîte à gants pour l'électrochimie et la microscopie de champ proche, le courant-sensing AFM (Microscopie à Force Atomique) et la spectroscopie de photocourant sont également disponibles au PCS/IRCP.

Des collaborateurs externes importants incluront le Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris - LCMCP qui soutiendra le projet dans la caractérisation (et le développement) des films sol-gel poreux (axes (1c), (2)) et l'Institut Photovoltaïque d'Île-de-France qui fournira le matériel pour les mesures optoélectroniques (axe (1b)).