Transformations chimiques radio-induites dans les mélanges gazeux : applications à la dépollution environnementale et aux procédés industriels.

Sujet détaillé

Les activités humaines, en particulier les processus industriels, sont responsables d’une pollution atmosphérique importante, qui a des effets néfastes sur l’écosystème et provoque le changement climatique. Les principaux gaz polluants sont les SOx, les NOx et les composés organiques volatils, qui proviennent principalement de l’extraction et du traitement du pétrole et du charbon. Afin d’atténuer cette pollution, de nombreuses techniques physiques et chimiques ont été mises au point pour séparer ou transformer les polluants : méthodes telles que l’absorption par l’eau, l’absorption par des solides ou la séparation par membrane. Cependant, ces différentes méthodes impliquent souvent une consommation d’énergie importante, soit pour garantir l’efficacité du traitement, soit pour régénérer le matériau sorbant, et peuvent entraîner une pollution secondaire par la production de déchets solides ou liquides.

Dans ce contexte, l’utilisation des rayonnements ionisants a été proposée comme traitement à faible impact des polluants gazeux. L’exposition de la matière aux rayonnements ionisants génère la formation de radicaux libres, qui sont des espèces hautement réactives participant à une cascade de réactions chimiques et pouvant finalement modifier la composition de la matière irradiée. Ces phénomènes radiolytiques, qui peuvent être problématiques lorsqu’ils affectent des organismes biologiques de manière incontrôlée, peuvent au contraire être exploités dans le traitement des gaz s’ils sont utilisés de manière contrôlée. L’utilisation des rayonnements ionisants pour réduire la pollution gazeuse est envisagée depuis environ 20 ans, mais elle suscite aujourd’hui un intérêt croissant grâce à notre capacité à développer des sources de rayonnement moins exigeantes.

Ce stage de master étudie les effets des rayonnements ionisants (faisceaux d’électrons) sur diverses compositions gazeuses. Le projet examine les mécanismes de décomposition des gaz polluants dans des conditions d’irradiation contrôlées, à l’aide d’un microscope électronique. Les travaux expérimentaux porteront sur le développement d’une cellule d’irradiation et d’une ligne de gaz, la quantification de la dose d’électrons et l’optimisation de l’effet du matériau du réacteur. La composition du gaz après irradiation sera caractérisée, soit en ligne par analyse des gaz résiduels (RGA) directement après irradiation, soit ex situ à l’aide des différents équipements disponibles sur la plateforme SUITABL du laboratoire LIONS.

Lieu du stage

CEA Saclay, (91) Essonne, France

Conditions de stage

• Durée du stage : 6 mois
• Niveau d’étude requis : Bac+5
• Formation : Master 2
• Poursuite possible en thèse : Non
• Date limite de candidature : 30 novembre 2025

Méthodes, techniques : Microscopie électronique, gestion des gaz, microfabrication / microfluidique, analyse des gaz (RGA, µ-GC).

Des compétences instrumentales et expérimentales poussées sont nécessaires. La capacité à produire des rapports expérimentaux de qualité sera considérée.

Langages informatiques et logiciels : Logiciels standards tels que Word ou Excel.

Responsable du stage

Jean-Philippe RENAULT et Corinne CHEVALLARD
Tél. : +33 1 69 08 15 50 ; +33 1 69 08 54 89
Email : ;

Responsable NIMBE / LIONS

Antoine THILL; ; Tél. : +33 1 69 08 99 82