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Groupe Matériaux et nanophases : Structures, caractérisation, formulation, applications et processus de recyclage

Groupe Matériaux et nanophases : Structures, caractérisation, formulation, applications et processus de recyclage

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Les domaines d’intérêt actuels du groupe sont les suivants :

  1. Nanomatériaux : Dans notre laboratoire, nous synthétisons et caractérisons des matériaux de faible dimensionnalité (0, 1 et 2D), par tous les moyens nécessaires et disponibles. Ces matériaux peuvent souvent être exfoliés/dispersés en solution, ce qui conduit à des fluides complexes/colloïdaux, présentant une très large gamme de comportements fascinants. En 2001, nous avons découvert la première phase lamellaire basée sur des nanofeuillets 2D étendus, et nous l’avons confirmée récemment.
  1. Recyclage des déchets : nous développons des outils et des processus pour améliorer le recyclage de divers déchets afin de permettre un traitement des déchets plus économiquement viable. Nos efforts dans ce domaine ont débuté en 2013 et se sont concentrés à l’époque sur un laboratoire microfluidique intégré sur puce qui permet une exploration beaucoup plus rapide des diagrammes de phase multidimensionnels de fluides complexes. De tels laboratoires sur puce intègrent divers capteurs ainsi que des méthodes de caractérisation (telles que la FTIR dans des guides d’ondes creux ou la fluorescence X). Ce travail a d’abord été financé, de 2013 à 2018, par le projet ERC avancé REE-CYCLE (2013-2018) qui visait à développer de nouveaux procédés d’extraction/recyclage des terres rares, au moins 10 fois plus efficaces que les procédés actuels d’extraction liquide-liquide, où JCG a agi en tant que co-PI. Depuis, au sein du laboratoire commun CEA / NTU SCARCE (2018-2028, dotation financière de ~20 Mn€), nous poursuivons le développement de la plateforme microfluidique et avons étendu nos efforts à d’autres étapes du processus de recyclage des déchets électroniques (PCBs, plastiques issus des déchets électroniques), comme par exemple :
    1. Le démantèlement des circuits imprimés et le tri des composants électroniques associés ;
    2. la purification basée sur des méthodes physiques;
    3. la récupération et la purification des métaux critiques;
    4. l’élaboration d’étapes de processus de récupération hydrométallurgique liquide-liquide et solide-liquide ;
    5. l’utilisation du fluide supercritique comme solvant écologique pour le recyclage des déchets électroniques.
© CEA / NTU
  • Intégration :
  • Grâce au projet ANR 4WATER (2018) : nous élaborons de nouveaux réseaux de capteurs chimiques multi-cibles bon marché pour la surveillance continue de la qualité des eaux souterraines. En utilisant une approche microélectronique, les capteurs seront basés sur des nanomatériaux fonctionnalisés et cibleront divers ions sélectionnés pour leur pertinence en ce qui concerne la qualité de l’eau douce.
  • Grâce au projet ANR 2D-MEMBA (2021) : nous intégrons des nanomatériaux pour la fabrication de membranes moins gourmandes en énergie pour la purification de l’eau
Lumière visible diffractée par différentes périodes lamellaires d’une suspension colloïdale de H3Sb3P2O14 dans l’eau (la plus courte => bleu ; la plus longue => rouge) (c) JCP Gabriel, CEA.

Membres du groupe au CEA et à NTU :

Chef du groupe: Dr. HDR. Jean-Christophe P. Gabriel, Professeur invité @ NTU

Ingénieur Chercheur

Scientifiques et professeurs invités

  • N/A

Postdocs, Research Fellows ou Senior Research Fellow :

Doctorants :

  • Clément Trédan (CEA: 10/2025 – 09/2028); thèse financée par le CEA (CFR); co-direction avec Guillaume Zante.
  • Léandre Admans (CEA: 01/2025 – 12/2028); Thèse financée par PEPR Recyclage conjointement par projets REVIWEEE et CYCLAMET;
  • Emilie Rolland (CEA: 10/2024 – 10/2027); Thèse financée par AND 2D-MEMBA;
  • Gwénael Dupuis (CEA: 12/2023 – 11/2026); Thèse financée par PEPR Recyclage, projet CYCLAMET;
  • Thibault Rosier (11/2023-10/2026); Thèse CIFRE avec ECOLOGIC.

Assistant de recherche (NTU):

V.I.A. CEA :

Technicien(ne):

  • Léa-Fleur Hermouet (CEA: 06/2025 – présent): affectée au NIMBE/LICSEN et à temps partiel à notre groupe;

Stagiaires : Recherche de stagiaires, voir ci-dessous

Offres d’emploi :

Nous recrutons actuellement un postdocs dans le laboratoire commun CEA/NTU SCARCE à Singapour et 2 CDD niveau ingénieur junior. Contactez JC Gabriel pour plus de détails et pour postuler (N.B. en raison des restrictions de visa et de sécurité, les candidats locaux sont fortement encouragés).

NB : Il existe également des possibilités de financement annuel pour les professeurs d’université français pour passer une année sabbatique dans le groupe. N’hésitez pas à contacter JC Gabriel.

Anciens membres du groupe (depuis 2013 uniquement) :

Scientifiques et professeurs invités

Postdocs ou chargés de recherche :

Doctorants

  • Yuemin Deng (2020-10/2023) : Recyclage des déchets électroniques à l’aide de Sc-CO2;
  • Sarah Chevrier (2021-2024) : « Nouvelles membranes basées sur des matériaux 2D » ;
  • Nicolas Charpentier (2023-2024) : « Recyclage de déchets électroniques : tri et réutilisation » ;
  • Fabien Olivier (2020-2023, en cotutelle avec le Prof. Charles Yang Chun de NTU) : « Développement de procédés à l’aide d’une plateforme microfluidique ».
  • Lina Cherni (10/2019-01/2023) : Exfoliation de matériaux 2D et leurs applications
  • Christophe Penisson (10/2015 – 09/2018), maintenant ingénieur de recherche au CNRS
  • Dr. Nawres Sridi (2010-2013), maintenant à SAGEM

V.I.A. CEA :

  • Estelle Brière (06/2023 – 05/2024) ;

Chercheurs Associés

Stagiaires

  • Dorian Fenouillas (6 mois de Stage de 3ème année, de l’IMT ATLANTIQUE – ex-Telecom
    Bretagne, ex-Mines Nantes: 04/2025 – 09/2025) ;
  • Iyo Baudouy (stage de 3ème année d’école d’ingénieur, Chimie ParisTech), aujourd’hui à La « European Chemicals Agency »;
  • Wassim Moussalem (M2 Génie Industriel parcours industrie 4.0, Université de Lille
  • Philea G (Lycéen de1ère, 2 semaines en 06/2025), maintennt en Terminale.
  • Thibault Rosier (étudiant en 3ème année à CentraleSupelec, 2023) ; Maintenant en thèse dans le groupe;
  • Carmen Lee, 08/2023 – 10/2023
  • Paloma F. (stage de 3ème, 2023, 1 semaine)
  • Sébastien Paloc (1ère année Magistère, ENS Paris Saclay)
  • Alexandre Stawiarski (stage de 3e année d’école d’ingénieur, 2021), aujourd’hui ingénieur à Mines ParisTech
  • Kassandra Ojeil (stage de 3ème année d’école d’ingénieur, 2021). Aujourd’hui VIE chez Capgemini
  • Gabriel Bernard (stage de 3ème année d’école d’ingénieur, 2017). Actuellement chez SICK Sensor Intelligence
  • Alistair Gabriel (stage de 3ème, 2017); maintenant Étudiant à l‘ISEP;
  • Luca Hummel (stage de 3ème, 2017); maintenant à l’école Centrale Lyon (2023-2027);
  • Brice Gay (stage de 3ème, 2016); maintenant à l’Ecole Polytechnique (2022-2026) et ENSAE Paris(2025-2027);
  • Pan Zhou (stage de 3ème année à l’ENSIC, 2016). Actuellement ingénieur de recherche à EDF China, Beijing, Chine.
  • Fatima-Ezzahra Hami (stage de 3ème année à l’ENSIC, 2016), aujourd’hui Ingénieur soudage chez IWE, France.
  • Marine Le Meur (Master Alternance, 2015-2016), aujourd’hui Ingénieur Qualité Back-End chez STMicroelectronique
  • Nicolas Gauthier (stage du Magistère, 2014), maintenant au CEA après un doctorat avec SAFT.
Membres du groupe à Singapour devant le laboratoire SCARCE en 2021 (de gauche à droite : XD, NC, SC, JY, FO, MMK, THN, HB)