| Centre
Paris-Saclay
| | | | | | | webmail : intra-extra| Accès VPN| Accès IST | English
Univ. Paris-Saclay

Les sujets de thèses

4 sujets IRAMIS

Dernière mise à jour : 22-01-2021


««

• Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux

 

Capture du CO2 atmosphérique avec des nanofluides

SL-DRF-21-0451

Domaine de recherche : Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux
Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie (NIMBE)

Laboratoire Interdisciplinaire sur l’Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS)

Saclay

Contact :

Christophe FAJOLLES

David CARRIÈRE

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Christophe FAJOLLES
CEA - DSM/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 99 60

Directeur de thèse :

David CARRIÈRE
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

0169085489

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/david.carriere/

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/lions/

L'une des voies fortement encouragées par le GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) pour maîtriser le dérèglement climatique est la capture du CO2 par des amines liquides, suivie de la récupération du gaz et son stockage souterrain profond. Mais un problème essentiel rend le procédé actuellement inefficace: la récupération du CO2 doit se faire par chauffage et est trop énergivore.



Dans ce contexte, cette thèse étudiera comment l'ajout de nanoparticules améliore la récupération du CO2 des amines liquides. Ces «nanofluides» ont une efficacité reconnue, mais il y a peu d'indications sur la façon d'atteindre une composition appropriée, et aucun consensus sur le mécanisme qui faciliterait la libération du CO2 gazeux.



L'objectif de cette thèse est de proposer des lignes directrices rationnelles qui mèneront à la meilleure combinaison nanoparticule + amine liquide, remplaçant les approches actuelles d'essai-erreur. Il faudra donc étudier comment la surface des nanoparticules 1) active la réaction chimique de libération, et 2) facilite le processus physique de nucléation des bulles gazeuses.

Imogolites hybrides comme nanoréacteur ajustable

SL-DRF-21-0430

Domaine de recherche : Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux
Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie (NIMBE)

Laboratoire Interdisciplinaire sur l’Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS)

Saclay

Contact :

Antoine THILL

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-11-2021

Contact :

Antoine THILL
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 99 82

Directeur de thèse :

Antoine THILL
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 99 82

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/antoine.thill/thill_fr.html

Labo : http://iramis.cea.fr/Pisp/LIONS/

L’un des enjeux fondamentaux auquel il est urgent de s’attaquer d’un point de vue sociétal et scientifique, est de concilier développement humain et préservation de l’environnement. Pour cela, les chercheurs vont devoir concevoir des solutions innovantes et performantes pour passer des carburants fossiles aux énergies renouvelables, telle que le solaire, trouver des alternatives aux éléments rares et gérer les ressources globales de façon plus éco-responsables. Dans cette thèse, nous proposons d’explorer les propriétés photo-catalytiques originales de nanotubes d’aluminosilicates, les imogolites. Ces matériaux peu coûteux et respectueux de l’environnement serviront de nano-réacteurs permettant d’activer de part et d’autre des parois des imogolites hybrides des réactions redox, autrement défavorables. Cette approche originale permettra de tirer doublement avantage, d’une part du confinement à l’intérieur de la cavité et d’autre part de la polarisation des parois. En particulier, dans un nano-réacteur, la majorité des molécules subissent des interactions qui ne peuvent pas être obtenues dans un environnement non confiné. Ce projet s’attachera en particulier à évaluer l’effet du confinement et de la polarisation résultant de la courbure de la paroi des imogolites sur leur réactivité. Le contrôle structural des interfaces et des interactions à l’échelle nanométrique permettra ainsi d’obtenir des propriétés originales.



Le couplage de réactions redox avec des réactifs hydrophiles/hydrophobes à l’aide d’un nano-réacteur ouvre de très larges perspectives pour des possibles réactions photo-induites. La réalisation de ce projet devrait avoir un impact majeur non seulement dans la compréhension des effets de confinement, mais surtout dans le domaine de la photocatalyse pour des applications en environnement et énergie.
Modélisation et simulation de l’auto-assemblage de nanoparticules sous champ magnétique externe

SL-DRF-21-0790

Domaine de recherche : Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux
Laboratoire d'accueil :

Laboratoire des Solides Irradiés (LSI)

Laboratoire des Solides Irradiés (LSI)

Saclay

Contact :

Marc HAYOUN

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Marc HAYOUN
CEA - DRF/IRAMIS/LSI

0169334533

Directeur de thèse :

Marc HAYOUN
CEA - DRF/IRAMIS/LSI

0169334533

Labo : https://portail.polytechnique.edu/lsi/fr/recherche/physique-et-chimie-des-nano-objets

L'intégration de nanoparticules (NPs) dans une matrice polymère et leur exposition à des conditions particulières peut conduire à un processus d'auto-assemblage, passant d'un état désordonné à des structures et des motifs organisés. Le processus d'auto-assemblage de NPs magnétiques est associé aux interactions entre dipôles qui ont tendance à s'aligner spontanément le long des lignes du champ magnétique externe. Le contrôle de la formation de ces nanochaînes est essentiel pour exploiter leurs propriétés. En raison de la complexité de ces systèmes, aucun modèle rigoureux n’existe pour les décrire complètement. La première étape de la thèse sera consacrée au développement d’un code de dynamique moléculaire spécifique reposant sur un modèle décrivant les interactions de NPs paramagnétiques avec un champ magnétique. Le but sera de rendre compte du comportement générique de ce type de systèmes. La seconde étape de la thèse sera d’étendre le code et le modèle d’interaction au cas de NPs ferromagnétiques. La troisième étape permettra d’orienter les expériences de laboratoire en réalisant des simulations numériques afin de prédire le comportement de ces NPs dans différentes conditions.
Synthèse de nanoparticules automatisée par mesure SAXS : élaboration de la rétroaction via un modèle numérique de la nucléation / croissance

SL-DRF-21-0441

Domaine de recherche : Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux
Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie (NIMBE)

Laboratoire Interdisciplinaire sur l’Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS)

Saclay

Contact :

Olivier TACHE

David CARRIÈRE

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Olivier TACHE
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS


Directeur de thèse :

David CARRIÈRE
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

0169085489

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/david.carriere/

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/lions/

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/olivier.tache/

La taille réduite des nanoparticules leur confère des propriétés exceptionnelles intéressantes pour une large gamme d'applications en optique, production et stockage d'énergie, et médecine pour n'en citer que quelques-unes. Très souvent, de telles applications nécessitent en retour un contrôle très fin de la taille, de la structure et de l'état d'agrégation des nanoparticules. Mais actuellement, ce contrôle n'est qu'approximatif et repose essentiellement sur des approches par essai et erreur.



Dans ce contexte, nous développons une approche novatrice pour maîtriser les nanoparticules finales en réalisant un montage de synthèse automatisée, avec une boucle de rétroaction entre la taille, le nombre et l'état d'agrégation des nanoparticules mesurées en temps réel par diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS), et les paramètres opérationnels de la synthèse (injection de réactif, pH, température).



Les objectifs précis de cette thèse sont de 1) développer la comparaison en temps réel des modèles SAXS avec des modèles physiques, et évaluer la valeur ajoutée du "Machine Learning", 2) comprendre la dépendance des taux de nucléation, de croissance et d'agrégation avec les paramètres opérationnels à la fois en utilisant les théories actuelles, et en analysant les corrélations entre paramètres et résultats de synthèse et 3) utiliser cette compréhension fondamentale pour construire la boucle de rétroaction. L'approche sera éprouvée d'abord sur des synthèses modèle simples (SiO2), où un contrôle de taille meilleur que le nanomètre est attendu.

 

Retour en haut