Les sujets de thèses

Dernière mise à jour : 21-08-2017

26 sujets IRAMIS/NIMBE

• Bio-informatique, simulation bio-moléculaire

• Biologie cellulaire, physiologie et imagerie cellulaires

• Biotechnologies, nanobiologie

• Chimie

• Chimie analytique

• Chimie physique et électrochimie

• Interactions rayonnement-matière

• Matière molle et fluides complexes

• Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux

• Physique du solide, surfaces et interfaces

 

Modélisation moléculaire de la formation d’amyloïdes fonctionnelles

SL-DRF-17-0506

Domaine de recherche : Bio-informatique, simulation bio-moléculaire
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 :

Frédéric GOBEAUX

Stéphane ABEL

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Frédéric GOBEAUX

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 24 74

Directeur de thèse :

Stéphane ABEL

CEA - DRF/IBITEC-S/SB²SM/LBMS

01 69 08 75 92

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/frederic.gobeaux/

Labo : http://ibitecs.cea.fr/drf/ibitecs/Pages/services/sb2sm/lbms/modelisation-moleculaire-proteines-membranaires.aspx

Voir aussi : http://st-abel.com/

Notre équipe étudie les mécanismes d’assemblage de fibres amyloïdes fonctionnelles formées par des hormones peptidiques. Contrairement aux fibres amyloïdes pathologiques, ces fibres dites "fonctionnelles" sont capables de se désassembler sous l’effet d’un stimulus physico-chimique. In vivo, ces fibres servent à stocker des hormones dans des vésicules denses avant leur utilisation.



Dans le cadre de ce projet, nous cherchons à compléter les études expérimentales (microscopie électronique, spectroscopies et diffusion des rayons X) par des simulations moléculaires afin de mieux comprendre la structure et les mécanismes de formation de ces objets. En effet, les assemblages supramoléculaires passent par la formation d’espèces transitoires difficilement accessibles par les méthodes expérimentales traditionnelles. Nous chercherons à modéliser les conformations prises par les peptides en solution en fonction de leur état de charge, cartographier les chemins d’énergie libre conduisant à la formation d'intermédiaires et déterminer le rôle spécifique des différentes interactions en jeu.



Ces travaux de simulation se feront en interactions constantes avec les études expérimentales menées en parallèle.



http://ibitecs.cea.fr/drf/ibitecs/Pages/services/sb2sm/lbms/modelisation-moleculaire-proteines-membranaires.aspx

Impression 3D d'organes instrumentés: Création d'un outil pour la compréhension du développement tissulaire imprimé

SL-DRF-17-0449

Domaine de recherche : Biologie cellulaire, physiologie et imagerie cellulaires
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Thomas BERTHELOT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Thomas BERTHELOT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01.69.08.65.88

Directeur de thèse :

Thomas BERTHELOT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01.69.08.65.88

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/thomas.berthelot/

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

La médecine régénératrice et en particuliers l’impression d’organe ou de tissu par les techniques d’impression 3D promet de révolutionner la santé. Cependant, il est actuellement très difficile, voire impossible d’étudier l’évolution de ce tissu imprimé dans le temps. En effet, la grande majorité des techniques comme la microscopie optique ne permet pas d’étudier précisément des constructions 3D de cellules. Nous proposons pour ce sujet de thèse, une nouvelle approche reposant sur le suivi de structures 3D de cellules co-imprimées avec un réseau de capteurs. Cette co-impression de capteurs repose sur l’utilisation d’encres à base de polymères conducteurs biocompatibles. Ce réseau de capteurs nous permettra de comprendre, en volume et en fonction du temps, les facteurs clés de l’agencement du tissu. A terme nous pouvons également imaginer construire des organes bioniques qui permettent de suivre leur comportement après implantation ou leur réaction avec certaines classes de médicaments.

Impression de nanovecteurs pour la médecine personnalisée – PrintDrugs

SL-DRF-17-0446

Domaine de recherche : Biotechnologies, nanobiologie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Thomas BERTHELOT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Thomas BERTHELOT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01.69.08.65.88

Directeur de thèse :

Thomas BERTHELOT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01.69.08.65.88

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/thomas.berthelot/

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

L’utilisation des nanotechnologies en médicine, appelée plus communément nanomédecine, offre un grand nombre de révolution dans la santé. Dans le domaine de l’antibiothérapie par exemple, il pourrait être possible d’éradiquer les infections intracellulaires en utilisant des nanovecteurs polymériques pour délivrer ces médicaments au sein des cellules. Ces nanovecteurs représentent également un atout dans l’utilisation de novo d’antibiotiques oubliés et non utilisés en raison d’une mauvaise pharmacodistribution. Actuellement, la création de ces nanovecteurs ou nanomédicaments repose en grande partie sur le développement de systèmes de microfluidiques. En raison de cette approche, ces développements restent actuellement cantonné dans les laboratoires de recherches. Le projet de thèse Printdrug vise à « imprimer » directement ces nanomédicaments par des procédés d’impression jet d’encre en prenant partie des gouttes de très faible volumes (1 à 10 pL) crées de manière reproductible. Ces pico-réacteurs serviront à développer de nouvelles voies de synthèse de nanovecteurs polymériques. Les propriétés de transport de médicaments de ces nanovecteurss imprimés seront évaluées au cours de la thèse. Ce projet permettra également le développement de prototypes d’imprimantes pour la création de nanoparticules polymériques.

Activation et transformation catalytique de CO2 et SO2 par des complexes organométalliques

SL-DRF-17-0990

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l'Energie (LCMCE)

Saclay

Contact :

Thibault Cantat

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Thibault Cantat

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 43 38

Directeur de thèse :

Thibault Cantat

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 43 38

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/thibault.cantat/index.html

Labo : http://iramis.cea.fr/Pisp/thibault.cantat/index.html

L’activation de petites molécules oxydées, telles que CO2, CO ou SO2, représente un défi en chimie moléculaire du fait de la stabilité de ces composés. Souvent considérés comme des déchets, CO2 et SO2 représentent pourtant des ressources carbonée et soufrée attrayantes. L’objectif de ce travail doctoral est de mettre à jour de nouvelles voies de valorisation du SO2 et CO2 par leur activation sur un centre métallique réactif, par insertion dans des liaisons métal-carbone et métal-hydrure, et leur conversion catalytique en produits d’intérêt, sulfones, sulfoxydes et esters.

Catalyseurs solides pour l’hydrogénation des liaisons CO du CO2, des amides et des esters

SL-DRF-17-0558

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l'Energie (LCMCE)

Saclay

Contact :

Caroline GENRE

Thibault Cantat

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Caroline GENRE

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

0169085879

Directeur de thèse :

Thibault Cantat

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 43 38

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=cgenre

Labo : http://iramis.cea.fr/Pisp/thibault.cantat/index_fichiers/cantat.html

La pétrochimie fournit aujourd’hui carburants, plastiques, médicaments, etc. Les carburants fossiles représentent ainsi plus de 85 % de la production énergétique mondiale tandis que les consommables chimiques organiques (plastiques, engrais, textiles…) proviennent à 95 % de l’utilisation du pétrole et du gaz naturel. Dans un contexte d’épuisement des ressources fossiles et de lutte contre la production de CO2, notre équipe a mis au point depuis 2010 des catalyseurs efficaces pour une dizaine de procédés permettant l’utilisation directe du CO2 pour la formation de composés chimiques jusqu’à présent pétro-sourcés, telles le méthanol, les méthylamines, certains dérivés aromatiques, etc. Le concept développé dans ce projet doctoral est d’utiliser des catalyseurs solides innovants pour effectuer des transformations de type hydrogénation du CO2, des amides et des esters, ainsi que de méthylation des amines. En effet ces réactions sont difficiles à mettre en œuvre et les rares catalyseurs existants font intervenir des métaux nobles et/ou des conditions de réaction très dures. En s’appuyant sur les résultats préliminaires prometteurs obtenus par le LCMCE, le but de la thèse est de synthétiser des catalyseurs d’excellente réactivité sans métaux nobles et capables de fonctionner en conditions douces, de tester la potentialité de réducteurs autres que H2, tels l’acide formique, et de comprendre finement les phénomènes aux interfaces catalytiques afin d’identifier les paramètres qui gouvernent la réactivité dans ces systèmes.

Developpement de méthodes de fonctionnalisation des nanotubes de carbone et du graphène pour la conversion d'énergie

SL-DRF-17-0042

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Stéphane CAMPIDELLI

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Stéphane CAMPIDELLI

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-51-34

Directeur de thèse :

Stéphane CAMPIDELLI

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-51-34

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/stephane.campidelli/

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

Le but de cette thèse est de développer des nouvelles méthodes de fonctionnalisation des nanomatériaux carbonés (nanotubes de carbone et graphène) possédant à la fois les avantages des méthodes covalentes (stabilité des assemblages, facilité de purification et de manipulation) et celles des méthodes non-covalentes (conservation intacte du système p-conjugué des nanotubes/du graphène) sans les inconvénients respectifs de ces deux méthodes.

L’intérêt de ce projet va bien au-delà de la simple fonctionnalisation de nano-objets : d’un point de vu fondamental, ces travaux vont permette d’étudier la façon dont les molécules interagissent et se déposent à la surface des nanomatériaux. Le contrôle de ces propriétés peut permettre de maximiser certaines interactions et favoriser, par exemple, le tri des nanotubes de carbone en fonction de leur chiralité. D’un point de vu plus applicatif et en fonction des matériaux qui vont interagir avec les nanotubes/graphène des applications dans le domaine du photovoltaïque, de la catalyse, de l’électronique et la spintronique moléculaire peuvent émerger.

Films polymères bactériostatiques

SL-DRF-17-0693

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Geraldine CARROT

Marie-Noelle BELLON-FONTAINE

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Geraldine CARROT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 08 21 49

Directeur de thèse :

Marie-Noelle BELLON-FONTAINE

AgroParisTech - MICALIS/ INRA/ AgroParisTech

Page perso : http://iramis.cea.fr/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=carrot

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

La prolifération microbienne représente une importante préoccupation dans de nombreuses applications commerciales, en particulier l'emballage alimentaire où la détérioration du produit est étroitement liée à des enjeux à la fois économiques et environnementaux (diminution des déchets alimentaires en augmentant la DLC, date limite de consommation). Dans ce domaine particulier, le défi est double: 1-limiter la croissance de la flore totale (pour éviter la prolifération responsable de la détérioration), et 2-préserver une certaine quantité de bactéries endogènes utiles pour une maturation favorable du produit alimentaire frais. L'effet attendu est donc davantage bactériostatique que purement antibactérien. Nous avons besoin de matériaux qui combinent à la fois des propriétés attractives et biocides. Dans ce contexte, les polymères cationiques stables sont particulièrement intéressants (faible CMI en solution, Concentration Minimale d'Inhibition). Le challenge ici sera de développer une méthode de greffage ou de fonctionnalisation robuste et efficace afin d’incorporer des polymères sur divers substrats tels que le verre, l'inox et en particulier, les polyoléfines qui sont largement utilisés dans les emballages alimentaires. Ce projet de thèse implique deux Laboratoires académiques: CEA/NIMBE-LICSEN, expert en chimie de surface et AgroParisTech/INRA-MICALIS spécialisé dans l'étude de la bio-adhésion et des biofilms. Des partenaires industriels sont également impliqués dans ce projet.

Fonctionnalisation de Nanotubes pour la fabrication de batteries Lithium-Soufre et Lithium-Organique

SL-DRF-17-0039

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Céline BARCHASZ

Stéphane CAMPIDELLI

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Céline BARCHASZ

CEA - DRT/DEHT//LGI

04 38 78 90 36

Directeur de thèse :

Stéphane CAMPIDELLI

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-51-34

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/stephane.campidelli/

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

Ce projet vise à étudier l’intérêt des nanomatériaux carbonés pour les électrodes positives d’accumulateurs Lithium/soufre et Lithium/organique. Pour cela, nous nous intéressons à la fonctionnalisation des nanotubes de carbone et du graphène avec des molécules électro-actives et à la réalisation d’accumulateurs à partir de ces matériaux. Ce projet se fera en collaboration entre deux laboratoires des divisions de la recherche fondamentale et de la recherche technologique du CEA-Saclay et du CEA-Grenoble.

Nano-objets polymères radiosensibles

SL-DRF-17-0985

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Geraldine CARROT

Jean-Philippe RENAULT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Geraldine CARROT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 08 21 49

Directeur de thèse :

Jean-Philippe RENAULT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 15 50

Ce projet repose sur le développement de nouveaux systèmes de relargage de principes actifs basés sur la dégradation de polymères par irradiation. Ce type de stimulus n'a jamais été exploré auparavant, pour de telles applications. Cela permet d'envisager un vrai couplage radiothérapie/ chimiothérapie qui se différencie du simple relargage ciblé. L'objectif est de réaliser la synthèse d'une bibliothèque de copolymères amphiphiles originaux, avec un bloc polymère soluble dans l'eau/biocompatible, et un autre bloc hydrophobe/radiosensible. L'auto-assemblage dans des micelles ou des vésicules mènera à des objets avec un coeur radiosensible où sera localisé le principe actif. Le premier avantage de ces nouveaux systèmes est de contrôler plus finement le ciblage des principes actifs vers les cellules tumorales afin de limiter les effets secondaires liés à la chimiothérapie et la radiothérapie, via la position du faisceau d'irradiation et/ou les doses absorbées.

Rotaxanes fonctionnels pour la collection lumineuse et le photovoltaique

SL-DRF-17-0410

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Stéphane CAMPIDELLI

Jean WEISS

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Stéphane CAMPIDELLI

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-51-34

Directeur de thèse :

Jean WEISS

CNRS - Chimie des Ligands à Architecture Contrôlée (CLAC) Institut de Chimie de Strasbourg - UMR7177

03 68 85 14 23

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/stephane.campidelli/

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

Ce projet tire parti d’une nouvelle approche synthétique de structures rotaxanes récemment développée au laboratoire "Chimie des Ligands à Architecture Contrôlée (CLAC)" de l’Université de Strasbourg et s’appuie sur les connaissances du "Laboratoire d’Innovation en Chimie des Surfaces et Nanosciences (LICSEN)" du CEA-Saclay en matière de fonctionnalisation de nanomatériaux carbonés.



Le projet vise à synthétiser et étudier des dyades et triades photoniques à structure rotaxane ainsi que l’extension de la méthode de synthèse à la formation d’édifices multi-chromophoriques non-covalents ancrés à la surface de nanotubes de carbone collecteurs d’électrons. Le projet est à caractère fondamental et souhaite développer de nouveaux principes dans la conception de matériaux photo-actifs utilisant des architectures moléculaires non-covalentes disponibles à l’échelle du gramme.



La thèse se fera en cotutelle entre l’Université de Strasbourg et le CEA-Saclay. Pour ce projet, le/la candidat(e) doit avoir une solide formation en chimie organique (Master 2 chimie fine ou équivalent).

Synthèse par pyrolyse laser de photocatalyseurs pour la fabrication d’alcènes

SL-DRF-17-0838

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA)

Saclay

Contact :

Nathalie Herlin

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Nathalie Herlin

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEDNA

0169083684

Directeur de thèse :

Nathalie Herlin

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEDNA

0169083684

Page perso : http://iramis.cea.fr/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=herlin

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

Dans la thématique générale des nouveaux matériaux pour l’environnement, on cherchera à optimiser la formation d’alcanes ou d’alcènes par photocatalyse.

Les alcènes et en particulier, l’éthylène qui est un produit essentiel pour la pétrochimie ou encore la chimie des polymères, peuvent être obtenus par réaction catalytique après chauffage à 350-400°C. Dans le contexte d’une chimie plus économe en énergie, nous proposons d’utiliser la photocatalyse : la lumière est alors utilisée pour activer la réaction à température ambiante. L’idée est d’utiliser la lumière solaire, source d’énergie abondante et non polluante, A la suite de l’absorption de la lumière par le photocatalyseur, la dégradation d’alcools sera étudiée en vue de la production d’alcanes ou d’alcènes. On cherchera à optimiser les photocatalyseurs fabriqués par pyrolyse laser. La RPE sera une technique privilégiée pour la compréhension des mécanismes réactionnels.

Ce sujet correspond à une collaboration entre deux équipes du CEA : le Laboratoire des Edifices Nanométriques où seront effectuées les synthèses de matériau, le CAMPE où sera effectuée la RPE et l’Institut de Recherche sur la Catalyse de Lyon (IRCELYON) à Lyon où sera étudiée la photocatalyse.



Développement d’un outil d’analyse et de diagnostic à haute performance utilisant la résonance magnétique et la fabrication additive

SL-DRF-17-0421

Domaine de recherche : Chimie analytique
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LCF) (LSDRM)

Saclay

Contact :

Patrick BERTHAULT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Patrick BERTHAULT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

+33 1 69 08 42 45

Directeur de thèse :

Patrick BERTHAULT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

+33 1 69 08 42 45

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Pisp/patrick.berthault/

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

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast.php?t=projets&id_ast=2194

Nous souhaitons dans ce projet de thèse mettre à profit nos avancées en hyperpolarisation et en microfluidique pour étudier par RMN des processus ou des organismes en fonctionnement. Deux axes de recherche, l’un dans le domaine de l’énergie, l’autre dans celui de la santé, seront traités :



i) l’étude des migrations de différentes espèces ioniques lors du fonctionnement d’une batterie redox à circulation. La modularité de notre système breveté de mini-pompe à bulle nous permettra de suivre par spectroscopie et imagerie différents isotopes en plusieurs positions de la batterie. Dans une deuxième étape, les composants et la géométrie seront adaptés aux cellules d'écoulement organique, le but principal étant de comprendre et d'analyser le mécanisme de dégradation et les produits de la molécule redox (dérivé anthraquinone) sur le cycle redox.



ii) grâce aux canaux de microfluidique, construits par impression 3D, nous pourrons introduire au cœur de l’aimant les dispositifs qui permettent de reproduire les conditions standard nécessaires à la culture cellulaire. Il deviendra donc possible de réaliser des mesures RMN permettant de suivre l’évolution temporelle de l’échantillon sur plusieurs heures en réponse à une sollicitation quelconque, sans que le métabolisme des cellules ne soit perturbé par le stress dû à leur manipulation préalable. Puisque nous développons des sondes gazeuses hyperpolarisées qui ont la propriété de conserver leur polarisation lors du transfert de la barrière cellulaire, nous poursuivrons ces études avec ces montages expérimentaux optimisés.

Matériaux poreux hybrides innovants pour l’analyse glycomique : de l’identification de biomarqueurs en milieu hospitalier au diagnostic médical.

SL-DRF-17-0549

Domaine de recherche : Chimie analytique
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Edifices Nanométriques (LEDNA)

Saclay

Contact :

Laurent MUGHERLI

Martine Mayne

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Laurent MUGHERLI

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEDNA

0169089427

Directeur de thèse :

Martine Mayne

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEDNA

01 69 08 48 47

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=lmugherl

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

La structure et la fonction des protéines peuvent être modulées par de nombreuses modifications structurales. La glycosylation est une des principales modifications post-traductionnelles, car on estime qu’environ 50% des protéines eucaryotes sont glycosylées, cette proportion pouvant atteindre 70% pour les protéines humaines. La glycosylation d’une protéine correspond à l’attachement d’un monosaccharide ou d’une chaîne oligosaccharidique à un ou plusieurs acides aminés constitutifs d’une protéine donnée. Il est désormais bien établi que la glycosylation des protéines est fortement modifiée lors de diverses pathologies comme le cancer ou la polyarthrite rhumatoïde. Ainsi, la nature et les proportions relatives des oligosaccharides liés aux protéines pourraient être utilisées comme paramètres déterminants pour diagnostiquer, pronostiquer voire suivre le développement de pathologies.



L’analyse glycomique consiste à établir le profil des oligosaccharides présents sur l’ensemble des glycoprotéines présentes dans un fluide biologique d’intérêt. Des techniques modernes et pointues sont indispensables pour l’analyse à haut débit et le traitement des données, mais la préparation des échantillons, tout aussi importante, se fait encore avec des méthodes souvent très chronophages. L’objectif de cette thèse est de montrer que l’utilisation de matériaux innovants appliqués à la préparation d’échantillons pour l’analyse glycomique constitue un moyen pertinent pour accélérer significativement le débit des analyses, et d’employer ces matériaux dans des études en lien avec le milieu hospitalier afin d’identifier de nouveaux biomarqueurs de pathologies.



Le projet de recherche consistera en l'élaboration et la caractérisation de deux types de matériaux, l’un présentant une fonction catalytique, l’autre une fonction de filtration. Plusieurs aspects seront traités, allant de la synthèse des matériaux à la caractérisation de leurs propriétés texturales et physico-chimique. Les matériaux biohybrides nanoporeux seront synthétisés par le procédé Sol-Gel, selon différentes formulations et mises en forme. Les fonctions des matériaux mis au point seront évaluées dans un protocole d’analyse glycomique en vérifiant l’obtention de profils oligosaccharidiques de biofluides (e.g. plasma, liquide céphalorachidien). La caractérisation physique sera l’occasion de pratiquer des techniques variées, telles que la profilométrie, le MEB/MET, ou la caractérisation des paramètres de porosité par l’établissement d’isothermes d’adsorption de gaz. L’analyse des oligosaccharides sera réalisée par spectrométrie de masse (essentiellement MALDI-TOF).



Pour ce projet de thèse pluridisciplinaire, nous recherchons un(e) étudiant(e) chimiste ou physico-chimiste, intéressé(e) par la chimie des matériaux et motivé(e) par les applications de la recherche fondamentale dans le domaine des nouvelles technologies pour la santé. La thèse devra idéalement débuter en octobre 2017 et sera effectuée dans deux laboratoires, le laboratoire édifices nanométriques pour la partie matériaux et le laboratoire d’étude du métabolisme et du médicament pour l’utilisation des matériaux en analyse glycomique. L’activité de recherche sera menée dans le centre de recherche de Saclay (91).

Batteries magnésium-ion innovantes à haute capacité à base d’électrodes négatives nanostructurées

SL-DRF-17-0902

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire d'étude des éléments légers (LEEL)

Saclay

Contact :

Magali GAUTHIER

Hicham KHODJA

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-01-2017

Contact :

Magali GAUTHIER

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL

0169084530

Directeur de thèse :

Hicham KHODJA

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL

01 69 08 28 95

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/magali.gauthier/

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

La thèse propose l'exploration d'un concept novateur pour le stockage de l'énergie : les accumulateurs électrochimiques magnésium (Mg)-ion. Le magnésium apparaît comme une excellente alternative au lithium en raison de sa forte capacité spécifique, son faible coût, son abondance sur Terre et sa faible réactivité comparé au lithium offrant une meilleure sécurité.



Cependant, les électrolytes conventionnels utilisés dans les batteries au Li interagissent fortement avec le magnésium métallique pour former une couche de surface bloquante à la surface du Mg métallique, inhibant les réactions électrochimiques réversibles dans la cellule. Un concept innovant pour résoudre ce problème est le remplacement de l’électrode en Mg métallique par un matériau compatible avec des solvants et solutions électrolytiques présentant de larges fenêtres de stabilité électrochimique. Les composés d’alliages avec le Mg possèdent une stabilité appropriée dans les électrolytes classiques et des potentiels légèrement plus élevés que le Mg métallique pur. Leur capacité est plus faible, mais encore suffisante pour assurer une augmentation substantielle de la capacité des batteries.



Le premier objectif de la thèse est la synthèse de nouveaux alliages binaires ou ternaires nanostructurés offrant des performances supérieures (capacité, rendement coulombique) à l’état de l'art. Le deuxième objectif est la compréhension fondamentale des mécanismes d’insertion/désinsertion des nouveaux composés synthétisés et de leur réactivité vis-à-vis des électrolytes.

Caractérisation in situ de batteries Na-O2 par spectroscopie RMN solide

SL-DRF-17-0491

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LCF) (LSDRM)

Saclay

Contact :

Alan WONG

Thibault CHARPENTIER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Alan WONG

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

+33 1 69 08 41 05

Directeur de thèse :

Thibault CHARPENTIER

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

33 1 69 08 23 56

Page perso : https://sites.google.com/site/alanwongnmr/home

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

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/nimbe/Pisp/magali.gauthier/

Les batteries métal-oxygène apparaissent ces dernières années comme une alternative possible aux batteries Li-ion. En particulier, l’intérêt pour les batteries sodium-oxygène (Na-O2) provient de leur forte densité d'énergie théorique, leur faible polarisation, et surtout le plus faible coût et l’abondance du sodium. Cependant, de nombreux verrous restent à lever et de nombreux efforts à fournir pour comprendre les mécanismes sous-jacents dans les batteries Na-O2. L'élucidation des processus électrochimiques de décharge et de leurs produits (NaO2 ou Na2O2), et de la réactivité de l'électrolyte, est cruciale. L'objectif de la thèse est d'étudier les réactions électrochimiques et chimiques dans les batteries Na-O2 au cours du cyclage en temps réel en utilisant la spectroscopie NMR à l'état solide in situ. La thèse consistera à (1) mettre en place une installation de spectroscopie NMR à l’état solide in situ sans précédent au LSDRM pour l'étude des batteries Na-O2; (2) comprendre les mécanismes réactionnels dans les systèmes Na-O2; et (3) explorer de nouvelles voies pour améliorer les performances de la batterie.

Catalyseurs à base de nanotubes de carbone pour les batteries Li-Air

SL-DRF-17-0545

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Bruno Jousselme

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Bruno Jousselme

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

0169089191

Directeur de thèse :

Bruno Jousselme

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

0169089191

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/bruno.jousselme/

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

Les besoins de la société en matière de stockage d'énergie portable pour les applications mobiles (véhicules électriques) dépasseront largement ce que pourront fournir les batteries lithium-ion, dont les performances plafonnent depuis une décennie. Il en résulte un intérêt intense pour des alternatives possibles. Les batteries lithium-air (Li-O2), à base d'électrolytes aqueux ou non aqueux, sont une des alternatives possibles. Ces systèmes possèdent une énergie spécifique théorique significativement supérieure aux batteries Li-ion, et pourrait donc transformer le stockage portable d'énergie. Cependant, de nombreux problèmes aujourd'hui limitent la réalisation de batteries rechargeables Li-O2 ayant des performances compétitives. Dans ce contexte général, ce travail de thèse concerne l'étude au niveau fondamental de l'utilisation des nanotubes de carbone fonctionnalisés pour catalyser la réaction de réduction de l'oxygène dans les milieux organiques et de leur intégration dans les batteries Li-Air. La compréhension des réactions électrochimiques / chimiques qui se produisent à la surface et dans le volume des matériaux de la cathode pendant les cycles de charge et de décharge répétés sera étudiée en détail, ce qui guidera la synthèse de nouveaux matériaux de cathode.

Nouvelle génération de batteries Li-air basées sur l’utilisation de MOFs (Metal Organic Frameworks)

SL-DRF-17-0375

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire d'étude des éléments légers (LEEL)

Saclay

Contact :

Suzy SURBLE

Hicham KHODJA

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Suzy SURBLE

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL

+ 33 1 69 08 81 90

Directeur de thèse :

Hicham KHODJA

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LEEL

01 69 08 28 95

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Pisp/suzy.surble/

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

Dans un contexte de demande croissante en stockage mobile d’énergie, les recherches se concentrent pour trouver une alternative aux problèmes énergétiques. Les batteries Li-ion sont ainsi devenues les batteries de référence notamment pour les appareils électroniques grand public. Cependant, leurs performances en termes de capacité et d’énergie spécifiques semblent atteindre leurs limites et seront insuffisantes pour les besoins à long terme de notre société. Il s’avère donc nécessaire de développer une nouvelle technologie de batteries offrant de nouvelles perspectives en matière de capacité de stockage et de sécurité en particulièrement dans le domaine de l’automobile. La technologie Li-air offre des perspectives très prometteuses (densité énergétique de 1700 Wh/kg vs 160 Wh/kg pour les batteries Li-ion actuelles). Cependant, un certain nombre de verrous doit encore être levé, le plus important étant la perte rapide des performances après seulement quelques cycles de charge. L’utilisation de solides de type MOF (Metal Organic Framework) apparait comme une percée dans le domaine de l’électrochimie. Ces derniers composés présentent une faible densité, une grande surface spécifique et une forte porosité.



L’objectif de la thèse sera de synthétiser de nouveaux matériaux de type MOFs susceptibles d’avoir de bonnes performances électrochimiques. Des techniques classiques telles que la diffraction des rayons X, des mesures électrochimiques et d’impédance seront utilisées pour caractériser ces matériaux. Pour les structures les plus prometteuses, un travail d’optimisation de la formulation de l’électrode sera mené afin d’obtenir un assemblage complet de batterie Li-air.



Mots clés : batterie lithium-air, MOFs (Metal Organic Frameworks), caractérisation structurale, caractérisations électrochimiques

Résonance magnétique nucléaire et chimie quantique pour la conception de biosondes innovantes

SL-DRF-17-0337

Domaine de recherche : Chimie physique et électrochimie
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LCF) (LSDRM)

Saclay

Contact :

Jean-Pierre DOGNON

Patrick BERTHAULT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Jean-Pierre DOGNON

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

0169083714

Directeur de thèse :

Patrick BERTHAULT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LSDRM

+33 1 69 08 42 45

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/patrick.berthault/

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

La résonance magnétique nucléaire du xénon-129 hyperpolarisé a récemment donné lieu à une imagerie moléculaire de grande sensibilité et utilisable même sur des tissus biologiques non superficiels. Le laboratoire est un des pionniers dans ce domaine qu’il a pu marquer de son empreinte à travers une vingtaine de publications citées plus de 450 fois. L’approche consiste à utiliser des systèmes moléculaires capables d’encapsuler de manière réversible le gaz rare. Ces molécules hôtes possèdent une antenne de reconnaissance d’un récepteur biologique ou d’un analyte, et la variation importante de la fréquence de résonance du xénon encapsulé donne lieu à une imagerie spectroscopique de grande sensibilité.



Récemment, des outils basés sur des calculs ab-initio et DFT nous ont permis de modéliser le déplacement chimique du xénon encapsulé dans les différents intermédiaires réactionnels d’une sonde de H2O2. Un tel travail montre qu’il est possible, avec les outils de chimie théoriques adaptés, d’accéder aux paramètres importants de l’interaction, même pour un atome lourd comme le xénon. Il est important d’une part d’étendre ces méthodes à d’autres complexes xénon - molécule hôte, d’autre part de prédire les vitesses d’entrée – sortie du xénon, cruciales pour la sensibilité de la méthode. C’est le sujet de cette thèse.

Défauts primaires dans les perovskites halogénées: effet sur la stabilité et le fonctionnement pour les applications photovoltaiques

SL-DRF-17-0495

Domaine de recherche : Interactions rayonnement-matière
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Bernard GEFFROY

Catherine CORBEL

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Bernard GEFFROY

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01 69 33 43 87

Directeur de thèse :

Catherine CORBEL

CEA - DRF/IRAMIS/LSI/LSI

01 69 33 44 98

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=bgeffroy

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

Une nouvelle classe de cellules solaires à base de pérovskite (HOIP : Hybrid Organic Inorganic Perovskites) est apparue en 2012 et en seulement 6 ans, leur rendement de conversion photovoltaïque a rapidement augmenté, passant d'environ 4% en 2009 à plus de 22% au début de 2016.

Les matériaux absorbeurs de photons sont constitués de cristaux de pérovskite halogénée hybride organique-inorganique (HOIPs, ex. CH3NH3PbI3). Un obstacle majeur à l’industrialisation de cette technologie reste la stabilité des matériaux dans des conditions d’exploitation (intensité lumineuse, champ électrique, température, environnement). Il est suggéré que la migration ionique ainsi que les défauts structuraux dans les matériaux HOIPs soient à l’origine de leur dégradation. Comprendre la nature des défauts pour apporter des solutions à cette instabilité est primordial. A cette fin, le projet propose de déterminer le comportement de matériaux HOIPs où des défauts primaires ont été introduits de manière contrôlée en utilisant des faisceaux d’électrons. Les propriétés d’absorption de la lumière solaire et de collection des charges générées seront examinées en fonction de la concentration et de la nature des défauts introduits. La présence de défauts associés à des atomes manquants, dits lacunaires, sera mise en évidence en utilisant la spectroscopie d’annihilation du positon.

Mécanismes de la radiolyse de l’eau dans les hydrates cimentaires et implication dans la formation de H2

SL-DRF-17-0167

Domaine de recherche : Interactions rayonnement-matière
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 :

Sophie LE CAER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2017

Contact :

Sophie LE CAER

CNRS - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 15 58

Directeur de thèse :

Sophie LE CAER

CNRS - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 15 58

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/sophie.le-caer/

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

Dans les matrices cimentaires utilisées pour le conditionnement des déchets radioactifs de faible et moyenne activité, la radiolyse est à l’origine d’une production de H2 présentant un risque vis-à-vis de la sûreté des entreposages. L’évaluation des quantités émises de H2 repose actuellement sur un modèle ne considérant que la décomposition de l’eau libre, hypothèse conduisant à négliger toute l’eau mobilisée pour la constitution des hydrates cimentaires sous forme d’eau de constitution (OH’) ou de cristallisation (H2O). Or, le principal hydrate, le silicate de calcium hydraté (C-S-H), est un "gel" comportant une quantité d’eau significative sous toutes ses formes, suggérant une susceptibilité radiolytique potentielle.



Dans ce contexte, il convient, d’une part, de démontrer et quantifier la formation de H2 radiolytique à partir des "C-S-H", d’autre part, de comprendre les mécanismes primaires en relation avec leur structure et en particulier avec les différentes formes d’eau en présence. La méthode de travail envisagée consiste à synthétiser plusieurs types de C-S-H différant par la proportion respective de leurs différentes formes d’eau, de les conserver dans une humidité relative contrôlée et de les caractériser avant et après irradiation, celle-ci permettant mesurer le dihydrogène formé. Les matériaux retenus sont des C-S-H cristallisés modèles (tobermorite et jennite) ou des C-S-H plus ou moins amorphes tels qu’issus de l’hydratation du ciment Portland et variant par leur rapport Ca/Si. La caractérisation met en œuvre des essais de sorption-désorption de vapeur d’eau, la diffraction des rayons X, la RMN du proton et du silicium, la spectroscopie infrarouge (du lointain au moyen) pour une humidité relative donnée. Les résultats seront confrontés à des simulations de dynamique moléculaire réalisées sur ces mêmes systèmes.

Etude biophysique de la dynamique de la conformation de la chromatine au cours de la réplication du génome

SL-DRF-17-0936

Domaine de recherche : Matière molle et fluides complexes
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 :

Frédéric GOBEAUX

Patrick GUENOUN

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-11-2017

Contact :

Frédéric GOBEAUX

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 24 74

Directeur de thèse :

Patrick GUENOUN

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01-69-08-74-33

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/frederic.gobeaux/

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

L’organisation tridimensionnelle du génome et sa dynamique dans des cellules vivantes sont déterminantes pour ses fonctions. Il est crucial de les comprendre et d’identifier les paramètres qui la contrôlent. L’état de l’art actuel permet d’appréhender l’organisation à courte portée (<10 nm) et à longue portée (>250 nm) de la chromatine dans le noyau. Cependant, il existe une zone intermédiaire (10-250 nm) où l’organisation spatiale de la chromatine est mal identifiée. Cette zone correspond précisément à la taille des complexes protéiques qui modifient la chromatine pour permettre la duplication du génome.

Nous étudierons par diffusion des rayons X des cultures cellulaires au cours de la duplication du génome. Grâce à un montage expérimental adapté nous mesurerons la dynamique de la conformation de la chromatine lors de la duplication du génome et compléterons cette analyse par des simulations numériques (dynamique moléculaire) afin de corréler la dynamique de la chromatine avec celle de la duplication du génome. Nous étudierons différents types cellulaires pour tester la généralité de nos observations.

Ce projet est en collaboration entre une équipe de physique et une équipe de biologie et comportera pour l'étudiant des aspects des deux disciplines.

Migration des additifs au cours de la formation des membranes polymère – analyse expérimentale et numérique des mécanismes de séparation de phase en présence d’additifs

SL-DRF-17-0837

Domaine de recherche : Matière molle et fluides complexes
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 :

Patrick GUENOUN

Denis BOUYER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-11-2017

Contact :

Patrick GUENOUN

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01-69-08-74-33

Directeur de thèse :

Denis BOUYER

Université Montpellier 2 - IEM, UMR 5635

04 67 14 91 20

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/patrick.guenoun/index.html

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

Ce projet de thèse vise à acquérir une meilleure compréhension des phénomènes de structuration des membranes poreuses, via un couplage entre une étude de modélisation numérique et une analyse expérimentale de microscopie optique. Les deux objectifs majeurs du projets consisteront (i) d’une part à mieux prédire la morphologie des membranes en fonction des paramètres du procédé et de la formulation, (ii) et d’autre part à mieux comprendre les phénomènes de migration des additifs utilisés dans l’élaboration des membranes polymères.

La simulation de la séparation de phase sera effectuée en plusieurs étapes à partir du modèle de Cahn et Hilliard (approche simplifiée, intégration des phénomènes diffusifs non linéaires, couplage avec le transport convectif). L’analyse expérimentale sera réalisée par microscopie optique laser confocale ; elle permettra de suivre la répartition d’un additif dans la structure polymère en formation.

En tant qu’outil prédictif, le modèle permettra de définir un jeu de paramètres opératoires idoines en fonction de la morphologie membranaire souhaitée et d’aider à optimiser la quantité d’additifs ajoutée. L’analyse des phénomènes de migration des additifs au cours de la séparation de phase et au sein de la structure membranaire formée permettra de mieux prédire les performances des membranes à moyen et long terme.

Métamateriaux auto-assemblés à base de copolymères à blocs

SL-DRF-17-0814

Domaine de recherche : Matière molle et fluides complexes
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 :

Patrick GUENOUN

Virginie PONSINET

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-11-2017

Contact :

Patrick GUENOUN

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01-69-08-74-33

Directeur de thèse :

Virginie PONSINET

CNRS - Centre de Recherche Paul Pascal (CRPP)

+33(0)5 56 84 56 25

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/patrick.guenoun/index.html

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

Les métamatériaux sont des matériaux "artificiels" qui sont créés pour atteindre des propriétés inaccessibles aux matériaux homogènes naturels. Ainsi en est-il de propriétés optiques comme des indices de réfraction négatifs qui peuvent être atteints par une structuration des métamatériaux à une échelle inférieure à celle de la longueur d’onde de la lumière . Dans ce travail de thèse, nous atteindrons une telle structuration (nanostructuration) en combinant l’auto-assemblage de copolymères sur des surfaces et l’insertion dans cet auto-assemblage de nanoparticules d’or. La matrice de copolymères fournit la nanostructuration à l’échelle et la géométrie voulue tandis que la présence d’or confère les propriétés optiques attendues. Cette thèse en collaboration entre le LIONS au CEA Saclay et le Centre de recherche Paul Pascal à Bordeaux bénéficiera des deux environnements pour mener une étude expérimentale qui consistera à préparer des surfaces, où des phases cylindriques ou bicontinues de copolymères seront orientées perpendiculairement au substrat. Après synthèse au laboratoire et insertion des nanoparticules d’or dans les structures, les propriétés optiques du matériau obtenu seront mesurées et analysées en vue de les modéliser.

Assemblages protéines/nanoparticules multifonctionnels

SL-DRF-17-0842

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 :

Jean-Philippe RENAULT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2017

Contact :

Jean-Philippe RENAULT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 15 50

Directeur de thèse :

Jean-Philippe RENAULT

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS

01 69 08 15 50

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=jrenault

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

La connaissance des interactions protéines nanoparticules a connu une explosion ces dernières années. Il est maintenant envisageable de construire des assemblages protéines NP à façon, en combinant les fonctionnalités des protéines et des nanoparticules. De tels assemblages donneront accès à des matériaux complétement nouveaux, combinant fonctions biologiques et propriétés optiques ou magnétiques.



L’objectif de cette thèse sera de développer de tels assemblages, de les caractériser et de les utiliser comme brique de base dans des processus de fabrication 3D.

Compréhension de la corrosion sur le très long terme pour le stockage des déchets radioactifs : étude des mécanismes par l’analyse multi-échelle d’objets archéologiques

SL-DRF-17-0300

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 archéomatériaux et prévision de l'altération (LAPA)

Saclay

Contact :

Florence Mercier

Delphine Neff

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2016

Contact :

Florence Mercier

CNRS - DRF/IRAMIS/NIMBE/LAPA

01.69.08.47.01

Directeur de thèse :

Delphine Neff

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LAPA

01.69.08.33.40

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=fmercier

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

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=dneff

Dans le cadre du stockage des déchets radioactifs, des surconteneurs en acier seront corrodés dans un milieu anoxique. Afin de les dimensionner sur plusieurs milliers d’années, il est nécessaire d’établir des modèles prédictifs de corrosion. Cependant pour être validés, ces modèles doivent prendre en compte les mécanismes de corrosion, étudiés soit par des simulations en laboratoire, soit sur des systèmes corrodés en conditions réelles. Dans ce dernier cas, des analogues archéologiques issus de sites de fouilles dont les conditions géochimiques sont proches de celles du stockage sont étudiés. Ils constitueront le corpus de cette thèse, associé à des échantillons issus d’expérimentations en laboratoire. Les propriétés physiques et chimiques des couches de corrosion, hétérogènes à l’échelle du micromètre, seront étudiées aux échelles d’intérêt pour les phénomènes étudiés. La structure cristalline sera déterminée grâce aux couplages de techniques micro en mode imagerie hyperspectrale (MEB-EDS, µSRaman) et nano (TEM, STXM sous rayonnement synchrotron) et leurs propriétés physiques et électrochimiques locales et globales grâce au C-AFM, au SECM et la chrono-ampérométrie notamment. Enfin les propriétés de transports des espèces oxydantes dans les couches seront étudiées grâce à la tomographie X (micro), au FIB-tomo (nano) et à des expérimentations avec traceurs lors de remise en corrosion de ces systèmes. L’ensemble des données sera utilisé pour poursuivre les efforts de modélisation entrepris sur ces systèmes.

Electroluminescence et photo-conductivité des dispositifs à base des nanotubes de carbone

SL-DRF-17-0733

Domaine de recherche : Physique du solide, surfaces et interfaces
Laboratoire d'accueil :

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

Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences (LICSEN)

Saclay

Contact :

Arianna FILORAMO

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2017

Contact :

Arianna FILORAMO

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-86-35

Directeur de thèse :

Arianna FILORAMO

CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN

01-69-08-86-35

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=filoramo

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

Les nanotubes de carbone mono-paroi présentent des propriétés électroniques remarquables, qui ont fait l’objet d’études intensives aussi bien en recherche fondamentale que pour leurs applications potentielles en nanoélectronique. Plus récemment, avec le développement d’une meilleure maitrise du matériau d’autres perspectives et champs d’applications se sont ouverts. Ceci est le cas en optique et en optoélectronique où les nanotubes de carbone peuvent être un matériau de choix. En effet, les nanotubes de carbone présentent des transitions optiques qui varient en fonction de leur diamètre et chiralité et qui se situent généralement dans le proche infrarouge [1, 2]. Cette caractéristique combinée à leurs propriétés électriques exceptionnelles a fait que les dispositifs optoélectroniques à base de nanotubes de carbone ont suscité beaucoup d’intérêt [3, 4, 5]. Ces dispositifs permettraient d’envisager une avancée décisive pour les futurs circuits intégrés en combinant des propriétés électriques et des propriétés optiques/optoélectroniques dans un seul type de matériau. Toutefois, avant que cela puisse se faire, des études fondamentales suivies de démonstrations de faisabilité sont nécessaires. Dans ce projet nous comptons contribuer à cette thématique par l’étude des propriétés d’électroluminescence et de photo-courant de nanotubes triés en chiralité [6-13] dont la compréhension est primordiale pour réaliser un photo-détecteur, une LED performante ou une source de type laser.



[1] S. M. Bachilo et al. Science 298, 2361 (2002) ;

[2] O’Connell M. J. et al., Science 297, 593 (2002) ;

[3] Freitag et al., NanoLetter 6, 1425 (2006) ;

[4] Mueller et al., NatureNanotech. 5, 27 (2010) ;

[5] S.Wang et al. Nano Letter 11, 23 (2011);

[6] Nish, A. et al. Nat. Nanotechnol. 2, 640 (2007) ;

[7] Chen, F. et al. Nano Lett. 7, 3013 (2007) ;

[8] Nish, A. et al. Nanotechnology 19, 095603 (2008) ;

[9] Hwang, J.-Y. et al., J. Am. Chem. Soc. 130, 3543-3553 (2008) ;

[10] Gaufrès E. et al., Appl. Phys. Lett. 96, 231105 (2010) ;

[11] Gao, J. et al. Carbon 49, 333 (2011);

[12] Tange M. et al. ACS Appl. Mater. Interfaces 4, 6458 (2012)

[13] Sarti F. et al Nano Research 9, 2478 (2016)

 

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