Description du sujet de thèse

Les composites magnétoélectriques (ME), qui associent les propriétés des matériaux magnétostrictifs et ferroélectriques, représentent une classe émergente de matériaux multifonctionnels. Ces derniers sont capables de convertir un signal magnétique en signal électrique (et inversement) grâce à un couplage direct ou indirect entre les domaines magnétiques et ferroélectriques. Cette propriété unique ouvre la voie à des applications variées, notamment dans la conception de capteurs innovants à haute sensibilité.
Ce projet de thèse se concentre sur le développement de capteurs magnétoélectriques nouvelle génération, particulièrement adaptés à des applications de surveillance environnementale et d'efficacité énergétique. Ces dispositifs viseront des performances optimales tout en intégrant des stratégies de fabrication durable afin de réduire leur impact écologique. L’originalité du projet repose sur une double approche :
1. La synthèse et l’optimisation de composites tout inorganiques, basés sur des empilements de couches d’oxydes ferrimagnétiques et ferroélectriques.
2. Le développement de matériaux souples hybrides intégrant des nanoparticules magnétoélastiques dans des matrices polymères piézoélectriques.
Ces dispositifs répondront aux exigences de sensibilité élevée, de faible consommation énergétique, et de durabilité, tout en étant adaptés à des applications telles que le monitoring environnemental, les infrastructures énergétiques, ou encore les systèmes de récupération d'énergie.

Contexte de travail

Cette thèse s’inscrit pleinement dans les objectifs du Réseau Technologique sur les Capteurs en Environnement (RTCE), qui vise à promouvoir le développement de capteurs avancés pour la surveillance environnementale. En alignant ses travaux sur les priorités du RTCE, ce projet contribuera à :
• Développer des technologies durables et innovantes pour la détection et la gestion des impacts environnementaux.
• Améliorer la capacité de surveillance des systèmes naturels et des infrastructures humaines, tout en minimisant leur empreinte écologique.
• Renforcer les collaborations interdisciplinaires et les synergies entre recherche fondamentale et innovation technologique.
Une collaboration interdisciplinaire entre unités du CNRS
Ce projet mobilise un consortium unique de quatre laboratoires CNRS, chacun apportant une expertise complémentaire. Cette collaboration interdisciplinaire, ancrée dans les domaines de l’ingénierie, de la physique et de la chimie, reflète la transversalité et la richesse scientifique du projet :
1. GeePs (Group of Electrical Engineering - Paris)
o Affiliation CNRS Ingénierie
o Expertise : Modélisation numérique multiphysique, caractérisation expérimentale des propriétés magnétoélectriques, et conception de prototypes fonctionnels.
o Partenaires : Hakeim Talleb (Pr), Aurélie Gensbittel (MCF).
2. SATIE (Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Énergie)
o Affiliation CNRS Ingénierie
o Expertise : Développement et intégration de capteurs de courant magnétoélectriques couplés à des systèmes électroniques intelligents.
o Partenaires : Vincent Loyau (MCF-HDR), Frédérique Mazaleyrat (Pr).
3. INSP (Institut des NanoSciences de Paris)
o Affiliation CNRS Physique
o Expertise : Synthèse en salle blanche de composites ME à base d’oxydes et étude des phénomènes à l’échelle nanométrique.
o Partenaires : Massimiliano Marongolo (Pr), Pauline Rovillain (MCF-HDR).
4. ITODYS (Interfaces, Traitements, Organisation et Dynamique des Systèmes)
o Affiliation CNRS Chimie
o Expertise : Développement de matériaux hybrides polymères-oxydes et fonctionnalisation des nanoparticules pour des dispositifs multifonctionnels.
o Partenaires : Fayna Mammeri (MCF-HHDR), Souad Merah (Pr), Nabil Challab (MCF).
Le poste sera situé sur le site Parisien du GeePs : Campus de Jussieu, Aile 65-66, 1er et 2ème étages, 4 place Jussieu 75252 PARIS.

Compétences requises
• Modélisation et simulation numérique (électromagnétisme, couplages multiphysiques).
• Expériences pratiques en acoustique, électronique, et techniques de mesure.
• Connaissances solides en matériaux fonctionnels et en physique appliquée.
• Maîtrise de langages de programmation (C, C++, Matlab, Python).
• Capacité à travailler au sein d’un environnement interdisciplinaire.

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.