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Doctorant(e) en Science des Matériaux (H/F)

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Français - Anglais

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Informations générales

Référence : UPR2940-ELOBER-025
Lieu de travail : GRENOBLE
Date de publication : lundi 22 juin 2020
Nom du responsable scientifique : Laëtitia LAVERSENNE
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

L'objectif de cette thèse est d'étudier des alliages multi-élémentaires comme matériaux innovants pour le stockage solide de l'hydrogène.
Ces alliages constituent un nouveau paradigme de la métallurgie et sont composés de quatre éléments ou plus, ayant des concentrations égales. La grande majorité des travaux relatifs à ces matériaux décrivent leur structure, microstructure et propriétés mécaniques alors que les propriétés fonctionnelles telles que le stockage d'hydrogène restent très peu explorées.
Récemment nos collègues de Thiais et Uppsala ont mis en évidence un comportement particulier lors de l'absorption d'hydrogène de l'alliage multi-élémentaire TiVZrNbHf. Contrairement aux alliages conventionnels à structure cubique centrée dont l'hydruration se produit avec deux transformations structurales successives (cubique centré –> quadratique centré –> cubique à face centrée), TiVZrNbHf s'hydrure en une seule étape (cubique centré –> cubique à face centrée) avec une teneur massique en hydrogène remarquable de 2,7%. D'autres alliages multi-élémentaires à base d'éléments réfractaires ont également révélé cette particularité qui constitue un réel atout pour le stockage solide réversible de l'hydrogène.
Dans ce contexte, l'étude des propriétés de stockage d'hydrogène d'alliages multi-élémentaires est originale et devrait ouvrir de nouvelles voies pour le design des matériaux stockeurs d'hydrogène.
Le(la) doctorant(e) abordera plusieurs aspects tels que :
- la synthèse des alliages par réaction à l'état solide, par fusion et/ou broyage mécanique,
- l'analyse physico-chimique et structurale (microscopies électroniques, analyse thermo gravimétrique et calorimétrique différentielle, spectrométrie de masse, diffraction des rayons X)
- les mesures volumétriques de sorption d'hydrogène (courbes Pression Composition Température, mesures cinétiques)
- l'étude in-situ par diffraction couplée à des mesures de sorption sur grands instruments (rayonnement synchrotron et/ou neutron).

Contexte de travail

Le doctorat se déroulera à l'Institut Néel, à Grenoble.
L'Institut NEEL est un laboratoire de recherche fondamentale en physique de la matière condensée, enrichi par des activités interdisciplinaires aux interfaces avec la chimie, l'ingénierie et la biologie. L'éventail des domaines scientifiques explorés est assez large : supraconductivité, fluides quantiques, nouveaux matériaux, cristallographie, science des surfaces, nanoélectronique quantique, nanomécanique, optique non linéaire et quantique, spintronique, magnétisme...
Les activités de recherche liées à “l'énergie hydrogène" sont focalisées sur le stockage solide. L'expertise couvre toute la gamme, de la synthèse, la caractérisation au transfert industriel dans des prototypes ou des systèmes. Un atout important du laboratoire est la collaboration étroite entre les équipes de recherche et les équipes techniques pour la mise en œuvre d'appareils dédiés. En outre, l'Institut Néel est impliquée dans l'activité scientifique et la gestion de plusieurs équipements de synchrotron (ESRF) et de neutrons (ILL). Le(la) doctorant(e) sera encadré(e) par Laetitia Laversenne et Patricia de Rango. La thèse s'inscrit dans un projet collaboratif rassemblant l'ICMPE (Thiais), l'Institut Néel (Grenoble) et le Laboratoire Ångström (Uppsala, Suède). Elle est financée par l'ANR dans le cadre du projet MASSHY (2020-2024)

Informations complémentaires

Le candidat recherché devra avoir un goût prononcé pour la science expérimentale. L'autonomie et sa capacité organisationnelle seront des éléments importants à prendre en compte lors du recrutement.

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