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Domaine, spécialité : Chimie des matériaux
Mots-Clés : Nanomatériaux, chimie analytiqueUnité d’accueil : NIMBE / LEDNA
Résumé
Les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS) sont des molécules extrêmement persistantes et difficiles à dégrader, présentes de manière omniprésente dans les eaux souterraines et les sols. Leur stabilité réside dans la robustesse des liaisons C-F, nécessitant des processus très énergétiques pour leur dégradation. Ainsi, une dégradation thermique (>1000°C) permet une scission de ces liaisons C–F, mais nécessite un contrôle strict des sous-produits (notamment HF). Comme alternative, des recherches sont notamment menées autour de procédés électrochimiques, permettant de générer des espèces (•OH, eₐq⁻) capables de rompre ces liaisons C–F via des mécanismes radicalaires. Des approches photocatalytiques sont également de plus en plus étudiées, via l’activation de semi-conducteurs sous illumination UV/visible, induisant la formation de paires électron-trou et la production d’espèces oxydantes (•OH, O₂⁻•) ou réductrices (eaq-) pour une minéralisation progressive des chaînes perfluorées.
Sujet détaillé
C’est dans ce contexte de dégradation photocatalytique que peut intervenir le nanodiamant hydrogéné. Reconnu comme une source solide d’électrons solvatés sous illumination UV, notamment grâce à des travaux menés au NIMBE[1], il a été très récemment testé comme catalyseur pour la dégradation du perfluorooctanesulfonate (PFOS) avec des résultats prometteurs.[2] Ce stage a pour objectif de poursuivre des travaux préliminaires menés au NIMBE qui ont permis de confirmer l’efficacité des nanodiamants hydrogénés pour la photodégradation de certains PFAS. Il s’agira d’explorer les performances de nanodiamants hydrogénés de différentes natures [3] et de cerner les mécanismes à l’origine du phénomène. La réaction photocatalytique sera réalisée sur des bancs d’illumination équipés avec différentes sources lumineuses et les processus catalytiques seront suivis par LC-MS.
Le stagiaire développera des compétences en synthèse et caractérisation de nanomatériaux, en photocatalyse ainsi qu’en chimie analytique. Les techniques utilisées seront principalement la DLS/Zetamétrie, la spectroscopie infrarouge et Raman, la spectroscopie de photoélectrons, la microscopie électronique, le LC-MS ainsi que la RMN.
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 : 16 février 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Liens utiles
- Site web du laboratoire : NIMBE / LEDNA
- Page Web professionnelle du responsable du stage
30 janvier 20262 février 20266 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : Chimie-physique
Mots-Clés : Nanomatériaux, Spray Pyrolyse en Flamme, physico-chimie, spectroscopie atomique, laser, lentille aérodynamiqueUnité d’accueil : NIMBE / LEDNA
Résumé
L’objectif de ce stage est de développer un dispositif expérimental permettant de réaliser l’analyse élémentaire in situ et en temps réel de nanoparticules lors de leur synthèse (par pyrolyse par flamme). La spectrométrie d’émission optique de plasma induit par laser (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: LIBS) sera utilisée pour identifier les différents éléments présents et déterminer leur stœchiométrie.
Les expériences préliminaires menées au LEDNA ont montré la faisabilité d’un tel projet et en particulier l’acquisition d’un spectre LIBS d’une nanoparticule unique. Néanmoins le dispositif expérimental doit être développé et amélioré afin d’obtenir un meilleur rapport signal sur bruit, de diminuer la limite de détection, de tenir compte des différents effets sur le spectre (effet de taille des nanoparticules, de composition ou de structure complexe), d’identifier et de quantifier automatiquement les éléments présents.
Sujet détaillé
Description scientifique :
Le travail proposé s’inscrit dans le cadre d’un effort national visant à accélérer la découverte de matériaux innovants à travers le programme PEPR « Diadem » [1]. L’objectif est de fournir à la communauté scientifique un dispositif expérimental permettant de synthétiser des nanoparticules spécifiques en phase gazeuse, avec un instrument d’analyse en ligne et en temps réel pour contrôler la qualité de la synthèse. Cet instrument fournit un retour immédiat sur les paramètres de synthèse, permettant une convergence plus rapide vers une composition ciblée. Plus précisément, notre objectif est de réaliser une analyse élémentaire in situ et en temps réel de nanoparticules (NP) pendant leur synthèse par Spray Pyrolyse en Flamme (FSP) [2]. La spectrométrie d’émission optique de plasma induit par laser (LIBS) [3] sera utilisée pour identifier les différents éléments présents et, à terme, leur stœchiométrie.
Des expériences préliminaires menées au NIMBE [4] ont démontré la faisabilité d’un tel projet et en particulier l’acquisition d’un spectre LIBS d’une seule nanoparticule [5]. Néanmoins, un nouveau dispositif expérimental [3] est actuellement en cours de développement et d’amélioration afin d’obtenir un meilleur rapport signal/bruit et d’augmenter la limite de détection.
Au cours de ce stage, l’étudiant acquerra le signal LIBS à partir de nanoparticules spécifiques sous vide et étudiera l’évolution du signal obtenu en fonction de la taille, de la composition et de la structure des NP. Une fois les différents effets compris et en fonction du temps restant, un algorithme d’identification automatique sera développé, ainsi qu’un autre pour la quantification automatique.
Techniques/méthodes utilisées :
Afin de mener à bien ce stage, plusieurs matériaux de référence seront sélectionnés parmi ceux actuellement étudiés au NIMBE (Fe2O3, Fe3O4, Fe3C, FeNx, TiO2, Si, SiO2, FeCN). Avant d’installer la nouvelle chambre d’analyse LIBS sur le dispositif FSP, des travaux instrumentaux et scientifiques sont d’abord nécessaires pour améliorer l’instrument actuel. Ainsi, dans un premier temps, un générateur de nanoparticules sera utilisé pour les injecter dans la chambre LIBS. Les améliorations et études suivantes seront réalisées :
- Optimisation du système de collecte optique
- Optimisation de l’interaction laser-NP (focalisation laser, durée d’impulsion, énergie par impulsion, taux de répétition)
- Étude du signal LIBS en fonction de la taille des NP (des nanoparticules calibrées en taille seront utilisées)
- Développement d’analyses NP complexes (NP multi-éléments ou NP cœur-coquille)
- Détermination de la limite de détection
- Identification automatique et analyse quantitative de différents éléments
Bibliographie :
- https://www.pepr-diadem.fr/
- https://iramis.cea.fr/en/nimbe/leel/advanced-synthesis-of-nanomaterials
- https://iramis.cea.fr/en/nimbe/ledna/nanoparticle-analysis-by-laser-induced-breakdown-spectrometry-libs/
- https://iramis.cea.fr/nimbe/
- “Online elemental characterization of collimated nanoaerosols by laser-induced breakdown spectroscopy of isolated particles”, Cesar Alvarez-Llamas, Nathalie Herlin-Boime, Jean-Baptiste Sirven, Olivier Sublemontier, Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 225 (2025) 107122.
Compétences requises :
Étudiant en dernière année d’école d’ingénieurs ou en master de recherche (M2) en physique, chimie physique ou science des matériaux. Connaissances en optique et dans au moins un des domaines suivants souhaitées : chimie physique, nanomatériaux, spectroscopie atomique. Le manque de connaissances dans plusieurs de ces domaines peut être comblées pendant le stage.
Lieu du stage
CEA Saclay, (91) Essonne, France
Conditions de stage
- Durée du stage : 5 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+5
- Formation : Master 2
- Poursuite possible en thèse : Oui
- Date limite de candidature : 2 mars 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Liens utiles
- Site web du laboratoire : NIMBE/LEDNA
- Coordonnées du responsable de stage
Responsable du stage
Marc Briant
Tél. : 01 69 08 53 05
Email :Responsable NIMBE / LEDNA
Mathieu PINAULT
Tél. : 01 69 08 91 87
30 janvier 20262 février 20265 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : CHIMIE
Mots-Clés : Recyclage, dépolymérisation, chimie verteUnité d’accueil : NIMBE / LICSEN
Résumé
Ce stage s’inscrit dans un enjeu environnemental et économique majeur : le recyclage des déchets électroniques. Ces déchets, en forte croissance, contiennent des métaux précieux comme l’or et des matériaux polymères, mais leur valorisation reste limitée et souvent polluante.
Aujourd’hui, seulement une faible partie de ces déchets est recyclée de manière optimale, ce qui entraîne des pertes de ressources et une pollution significative. Les méthodes actuelles, souvent énergivores ou corrosives, peinent à concilier efficacité et respect de l’environnement.
L’objectif de ce stage est de développer des procédés chimiques plus durables pour récupérer les métaux et valoriser les polymères, une approche essentielle pour avancer vers une économie circulaire et une gestion plus responsable des ressources.
Sujet détaillé
Le laboratoire LICSEN du CEA a mis au point un procédé de récupération de l’or de déchets électroniques. Ce procédé implique la dissolution de la résine organique et des métaux non précieux dans un acide inorganique, ce qui permet de récupérer l’or par tamisage.
Pour recycler au mieux l’ensemble des matières et éviter ainsi les déchets, il convient d’appréhender la réactivité chimique des résines vis-à-vis des acides et de caractériser leurs produits de dégradations. Ces sera le premier objectif de ce stage en utilisant les techniques physico-chimiques de deux laboratoires du NIMBE (FT-IR, Raman, ATG, GPC, RMN, DRX, GC-MS).
La dégradation de la résine des objets électroniques est aujourd’hui réalisée dans un acide concentré qui rend difficile l’application de ce procédé à plus grande échelle (corrosivité de l’acide, possible dissolution et pertes des métaux). Dans un but de valorisation de la matière carbonée du polymère (~50% de la masse totale du déchet électronique), le second objectif du stage sera de mettre au point des voies chimiques plus douces pour dépolymériser sélectivement la résine en monomères d’intérêt qui seront isolés.
Les voies de recyclage que nous développerons seront comparées (analyse de cycle de vie et techno-économique, analyse de la dissolution de métaux par XRF et/ou ICP-AES). Elles offriront des perspectives intéressantes pour la valorisation globale des déchets composites associant éléments métalliques et résines organiques (circuits imprimés, pales d’éoliennes…).
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 : Oui
- Date limite de candidature : 30 janvier 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
FT-IR, Raman, ATG , GPC , RMN
DRX , GC-MS , XRF , ICP-AES, ACV, TEALangages informatiques et logiciels : Open LCA
Liens utiles
- Site internet du laboratoire : NIMBE/LICSEN
- Coordonnées du responsable stage
Responsable du stage
Guillaume Zante
Tél. : 01 69 08 90 83
Email :
30 janvier 20262 février 20266 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : CHIMIE
Mots-Clés : Chimie, catalyse homogène, réduction, polyamines, polyamides, polyuréthanesUnité d’accueil : NIMBE / LCMCE
Résumé
La valorisation des déchets plastiques est un enjeu essentiel pour entrer dans une économie circulaire. A travers des voies de catalyse homogène, mettant en jeu des catalyseurs métalliques solubles en milieu réducteur, l’objectif de ce stage est de découvrir des couples catalyseur/réducteur efficaces pour réduire des groupements oxygéner et obtenir des polyamines à partir de matériaux plastiques.
Sujet détaillé
OBJECTIFS DU STAGE
Le stage portera sur la valorisation de polymères azotés par désoxygénation (réduction des liaisons C=O en CH₂), dans le but d’obtenir des polyamines, des composés à très fort potentiel pour le développement de nouvelles résines bas carbone destinées aux composites de SG (isolation, abrasifs, etc.).
- Le programme du stage serait le suivant :
Développement d’un système catalytique permettant une désoxygénation sélective sans dépolymérisation : synthèse de ligands et de catalyseurs, avec une attention particulière portée aux aspects EHS (Environnement, Hygiène, Sécurité) des composés et des conditions choisies. - Criblage des systèmes catalytiques : réactions sur des molécules simples/modèles, caractérisation des composés obtenus et identification du système le plus performant.
- Application de la méthodologie au polymère modèle sélectionné parmi polyuréthanes, polyurées, résines urée-formaldéhyde et caractérisation des produits obtenus.
- Des essais préliminaires sur des composites Saint-Gobain pourront être envisagés en fonction de l’avancement du stage dans un but de valorisation pour du recyclage.
PROFIL
Stage de Master 2 ou de 3ème année d’école d’ingénieur avec des connaissances en chimie organique et des polymères. Esprit d’initiative, créativité et bonne capacité de communication orale et écrites seront nécessaires pour réussir dans cette mission.
Ce stage se déroulera au sein de l’institut IRAMIS du CEA au sein de l’équipe LCMCE et sous la supervision des Dr. Jean-Claude BERTHET et Marie KOBYLARSKI, et sera suivi par une équipe de SGR Paris. Des déplacements sur le site de de SGR Paris, à Aubervilliers, seront à prévoir.
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 : Oui
- Date limite de candidature : 2 février 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
L’étudiant s’initiera à la chimie de coordination, chimie organique, utilisation de boites à gants sous atmosphère inerte, de lignes de vides.RMN, GC-MS et crystallographie.
Langages informatiques et logiciels : néant
Liens utiles
- Site web du laboratoire : NIMBE/LCMCE
- Pages personnelles des responsables de stage : Jean-Claude Berthet – Marie Kobylarski.
Responsable du stage
BERTHET Jean-Claude
Tél. : 01 69 08 60 42
Email :Responsable NIMBE / LCMCE
BERTHET Jean-Claude
Tél. : 01 69 08 60 42
30 janvier 20262 février 20266 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France - Le programme du stage serait le suivant :
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Domaine, spécialité : CHIMIE
Mots-Clés : Procédé; Membrane; analyse; microfluidiqueUnité d’accueil : NIMBE/LICSEN
Résumé
L’augmentation de la production mondiale d’équipements électroniques induit une demande grandissante en matières premières alors que l’approvisionnement devient de plus en plus complexe. Afin de répondre à cette demande, le recyclage des déchets électroniques apparait comme une voie stratégique pour sécuriser l’approvisionnement. Afin de diminuer l’impact environnemental et de recycler un plus large panel de métaux, de nouvelles méthodes axées sur l’hydrométallurgie se développent avec notamment les procédés de séparation membranaire. Ce stage vise à développer et étudier les propriétés de séparation de nouveaux matériaux pour la conception de membranes sélectives.
Sujet détaillé
Au cours des dernières décennies, la production de déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE) a fortement augmenté, atteignant environ 62 millions de tonnes en 2022. Pourtant, la même année, moins de 22 % de ces déchets ont été correctement collectés et recyclés. Parallèlement, la demande en matières premières s’accroît alors que leur approvisionnement devient de plus en plus complexe et coûteux.
Pour pallier à ces difficultés, la recherche se tourne vers le recyclage des DEEE, souvent qualifiés de « mines urbaines » car riches en matériaux critiques. Les procédés actuellement utilisés reposent en grande partie sur la pyrométallurgie, qui consiste à traiter les déchets à haute température. Cette méthode permet de récupérer certains métaux précieux, mais reste énergivore et peu adaptée au recyclage de l’ensemble des éléments présents dans les DEEE.
De nouvelles voies de traitement sont donc explorées, en particulier l’hydrométallurgie. Cette approche consiste à dissoudre les composants métalliques, puis à séparer sélectivement les ions métalliques (par extraction liquide-liquide, précipitation, procédés membranaires, etc.) avant leur réutilisation. Cette voie est plus sélective et moins énergivore que la pyrométallurgie mais elle présente encore des limitations sur la consommation de réactifs et la séparation de métaux aux propriétés chimiques proches.Dans ce contexte, le développement de membranes sélectives apparaît comme une piste prometteuse. Par exemple, les membranes intégrant des matériaux inorganiques cristallins offrent des propriétés structurales et chimiques modulables, permettant d’ajuster la sélectivité vis-à-vis de différents ions tout en maintenant une excellente stabilité en milieu acide.
Ce stage a pour objectif d’étudier les propriétés de séparation de membranes élaborées à partir de nouveaux matériaux inorganiques, dérivés d’un matériau étudié au laboratoire. L’étudiant(e) sera amené(e) à synthétiser et caractériser des matériaux inorganiques, les intégrer dans des membranes et évaluer leurs performances de séparation à l’aide de protocoles développés au laboratoire.
Le/la stagiaire sera formé(e) à de nombreuses techniques de caractérisation (diffraction des rayons X, fluorescence X, microscopie électronique à balayage, analyse thermogravimétrique, spectrométrie ICP-OES). Il/Elle utilisera également un dispositif de test membranaire permettant une analyse en temps réel à l’aide d’un montage microfluidique. Il/Elle développera ainsi une double compétence en chimie des matériaux et en physico-chimie des procédés de séparation, tout en acquérant une autonomie expérimentale forte.
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 : Oui
- Date limite de candidature : 2 mars 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
Synthèse en chimie des solides; diffraction des rayons X, fluorescence X, microscopie électronique à balayage, analyse thermogravimétrique, spectrométrie ICP-OESLangages informatiques et logiciels :
Suite pack office; Python est un plus; CAO est un plus (pour impression 3D)Liens utiles
- Site web du laboratoire : https://iramis.cea.fr/en/nimbe/licsen/materials-et-nanophases-group-structures-characterization-formulation-applications-and-recycling-processes/
- Site Web du groupe de recherche : NIMBE/LICSEN
- Page personnelle du responsable de stage : Jean-Christophe Gabriel
Responsable du stage
Jean-Christophe Gabriel
Tél. : 01 69 08 48 38
Email :
30 janvier 20262 mars 20266 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : Radiochimie
Mots-Clés : Manipulation des gaz ; irradiation électronique; microfabrication ; analyse des gaz ; instrumentation.
Unité d’accueil : NIMBE / LIONS
Résumé
L’utilisation des rayonnements ionisants a été proposée comme traitement à faible impact énergétique et environnemental des polluants gazeux. 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 portent sur le développement d’une cellule d’irradiation et d’une conduite de gaz, la quantification de la dose et l’optimisation de l’effet du matériau du réacteur.
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
Compétences requises
Langue : Anglais
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.
Liens utiles
- Site web du laboratoire : NIMBE/LIONS
- Page web personnelle des responsables de stage :
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
30 novembre 20252 février 20266 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : CHIMIE
Mots-Clés : Santé, chimie analytique, spectrométrie de masse, biomarqueurs de maladiesUnité d’accueil : NIMBE / LEDNA
Résumé
Mise en place d’une méthode de purification d’oligosaccharides pour l’analyse glycomique d’échantillons biologiques
Sujet détaillé
Mots-clés : Santé, chimie analytique, spectrométrie de masse, biomarqueurs de maladies.
Durée : 6 mois
Début souhaité : Février / Mars 2026
Lieu : CEA Saclay (DRF/IRAMIS/NIMBE/LEDNA)Au sein du CEA Paris-Saclay, le Laboratoire ÉDifices NAnométriques (LEDNA) concentre ses recherches sur la création de matériaux nanométriques, avec des applications allant de la catalyse et du stockage d’énergie à la bio-analyse.
Projet de recherche
Le LEDNA a récemment développé des dispositifs miniaturisés intégrant des monolithes à porosités hiérarchisées. En collaboration avec le Laboratoire Innovations en spectrométrie de Masse pour la Santé (LI-MS), l’application des HPM dans les protocoles de purification des glycanes, N-liés ou libres, a démontré un fort potentiel pour simplifier et accélérer l’analyse glycomique. Cependant, l’emploi de ce dispositif dans un contexte hospitalier impose une facilité d’utilisation et des protocoles expérimentaux robustes et validés.
Objectif
Dans ce cadre, le(la) candidat(e) sera chargé(e) d’optimiser et valider la méthode de purification des glycanes (N-liés ou libres) par extraction en phase solide (SPE) intégrée dans des dispositifs miniaturisés permettant de travailler avec de faibles volumes d’échantillons. Les conditions d’analyse par spectrométrie de masse (MALDI-TOF-MS) des glycanes ainsi purifiés seront également optimisées et validées.
Missions principales
- Formation au protocole d’analyse glycomique :
- purification des glycanes (initialement N-liés ou libres) par extraction en phase solide (SPE),
- analyse par spectrométrie de masse (MALDI-ToF-MS).
- Conception de plans d’expériences pour déterminer les conditions optimales du protocole.
- Évaluation de la méthode sur divers échantillons biologiques (lait maternel, plasma humain)
- Essais en conditions réelles à partir d’échantillons de patients.
Profil du/de la candidat(e)
Étudiant issu de formation de niveau Master 2 ou école d’ingénieur avec une spécialisation en chimie analytique, biochimie ou sciences pharmaceutiques. Un goût pour le développement analytique serait un atout.
Contacts :
- Marc MALEVAL,
- Gabriel MANSOUR,
Les candidatures doivent être adressées par mail aux responsables du projet et doivent comporter une lettre de motivation et un CV.
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 : Oui
- Date limite de candidature : 16 janvier 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques : MALDI-TOF-MS, Extraction en Phase Solide
Liens utiles
- Site internet de l’Unité : NIMBE/LEDNA
- Page web personnelle du responsable de stage : Marc Maleval
Responsable du stage
Marc Maleval
Tél. : 01 69 08 49 33
Email :
16 janvier 20262 février 20266 moisFrance -
Domaine, spécialité : CHIMIE
Mots-Clés : Extraction en phase solide, instrumentation, micro-extraction spectrométrie de masseUnité d’accueil : NIMBE / LEDNA
Résumé
Développement d’un système miniaturisé pour l’extraction sur phase solide automatisée
Sujet détaillé
Durée : 5-6 mois
Début souhaité : Février / Mars 2026
Lieu : CEA Saclay (DRF/IRAMIS/NIMBE/LEDNA)
Basé au CEA Saclay, le Laboratoire des EDifices Nanométriques (LEDNA) est axé sur la recherche fondamentale en nanosciences, son expertise porte sur le développement bottom-up de méthodes de synthèse et d’élaboration de nano-objets ou de matériaux nanostructurés originaux et ce, dans le but de développer des applications à fort impact sociétal dans les domaines de l’énergie, de l’environnement, de la santé et des matériaux composites fonctionnels.Projet de recherche :
Au sein du LEDNA, des dispositifs miniaturisés intégrant des matériaux poreux ont été développés pour l’enrichissement d’analytes par Extraction sur Phase Solide (SPE). Néanmoins, les systèmes actuellement employés pour la manipulation des fluides au sein du dispositif sont peu compatibles avec des formats miniaturisés et une automatisation, ce qui limite intrinsèquement la simplification et la rapidité d’exécution des protocoles SPE.
Objectif :
Dans ce contexte, le stage proposé a pour objectif de développer un système de contrôle fluidique pour des dispositifs miniaturisés. Le/La candidat(e) participera en lien avec un doctorant à la conception et l’assemblage d’un système de contrôle fluidique, à son expérimentation et optimisation et à son évaluation dans des protocoles SPE.
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 : Oui
- Date limite de candidature : 15 janvier 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Le candidat, étudiant issu d’école d’ingénieur ou de Master 2 avec une spécialisation en physico-chimie ou en chimie analytique, devra faire preuve de bonnes qualités de communication, savoir travailler en équipe et apprécier le développement instrumental et méthodologique.Liens utiles
- Site internet de l’Unité : NIMBE/LEDNA
- Page web personnelle du responsable de stage : Marc Maleval
Responsable du stage
Marc Maleval
Tél. : 0169084933
Email :
30 janvier 20262 février 20266 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : Chimie des matériaux
Mots-Clés : Traitement de données, spectroscopie, patrimoineRésumé
L’objectif de ce stage est de collecter sur des mêmes zones d’échantillon des cartographies à trois longueurs d’onde 473, 532 et 785 nm. Les jeux de données collectés seront traités à l’aide de méthodes chimiométriques de fusion de données dites « multiblocs ». Des approches impliquant la chimiométrie ou l’intelligence artificielle peuvent être mises en œuvre pour optimiser les résultats.
Sujet détaillé
Dans le cadre de la protection des métaux du patrimoine, la recherche de solutions efficaces et durables pour lutter contre la corrosion atmosphérique, en extérieur ou en contexte muséal, est un enjeu de première importance. Les métaux cuivreux du patrimoine sont recouverts d’une couche de produits de corrosion qui fait partie intégrante de l’œuvre et qui convient d’être protégée. Les traitements de protection du patrimoine sont donc appliqués directement sur la couche de produits de corrosion.
Au sein du NIMBE-LAPA, des produits à base de sol-gel dopés en inhibiteur de corrosion non toxiques pour l’environnement (acides carboxyliques) sont développés et appliqués sur des objets cuivreux historiques représentatifs car corrodés [1]. La couche de produits de corrosion formée sur ces objets a une épaisseur de quelques dizaines de micromètres, et est constituée de phases minérales de type cuprite et brochantite. La sol dopé, appliqué à la surface pénètre dans les porosités de la couche, se gélifie en libérant les acides carboxyliques qui vont précipiter pour former un carboxylate de cuivre hydrophobe. Les interactions entre les phases minérales de la couche et les composés du traitement de protection sont complexes et se produisent à l’échelle micrométrique.
Pour bien comprendre l’effet de ce traitement il est nécessaire d’effectuer des analyses de la distribution des différentes phases à cette échelle. Pour produire une image de la distribution de ces phases dans l’épaisseur de la couche, la spectroscopie Raman est une technique performante. Cependant l’ensemble de ces phases a des réponses différentes selon la longueur du laser mise en œuvre. Les phases minérales ont un bon rendement de diffusion Raman dans les longueurs d’onde du bleu au vert alors que les composés organiques, qui fluorescent, présentent des spectres plus lumineux dans le rouge et proche infrarouge.
L’objectif de ce stage est de collecter sur des mêmes zones d’échantillons traités de larges cartographies aux longueurs d’onde 473, 532 et 785 nm (plusieurs centaines de micromètres en X et Y, avec une résolution de quelques micromètres). Les jeux de données collectés seront traités à l’aide de méthodes chimiométriques de fusion de données dites « multiblocs ». Ces méthodes permettent de combiner efficacement les informations issues des 3 sources laser (représentant trois blocs distincts), en exploitant les relations entre elles afin obtenir une analyse plus complète et précise des échantillons. L’analyse simultanée des 3 blocs offre une meilleure interprétation des phénomènes complexes en tirant parti de la complémentarité des données tout en compensant les limitations spécifiques à chaque bloc individuel [2].
Pour garantir l’efficacité de ces méthodes, une étape de prétraitement des données est indispensable. Ce prétraitement inclut notamment la réduction du bruit, la correction des effets de fluorescence, etc… Cette étape est cruciale pour améliorer la qualité des données, maximisant ainsi l’efficacité des méthodes multiblocs. Des approches impliquant la chimiométrie ou l’intelligence artificielle peuvent être mises en œuvre pour optimiser les résultats.
[1] S. Lob, D. Neff, T.-H. Tran-Thi, M.C. Richter, C. Rivron, Hydrophobic coating using sustainable sol-gel process doped with carboxylic acids to protect heritage copper artefacts, Prog. Org. Coatings. 186 (2024) 108035.[2] F. Ammari, L. Bassel, C. Ferrier, D. Lacanette, R. Chapoulie, B. Bousquet. Multi-block analysis coupled to laser-induced breakdown spectroscopy for sorting geological materials from caves. Talanta 159 (2016) 287-291.
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 : 16 janvier 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
- Spectroscopie Raman
- Chimiométrie
- Intelligence artificielle
Langages informatiques et logiciels :
- Python
Liens utiles
- Page web du laboratoire : NIMBE/LAPA
- Page personnelle de Faten AMMARI, responsable du stage
Responsable du stage
Faten AMMARI
Tél. : 01.69.08.49.74
Email :Responsable
Delphine NEFF
Tél. : 01.69.08.33.40
16 janvier 20262 février 20266 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : CHIMIE
Unité d’accueil : NIMBE / LICSENRésumé
Le stage s’inscrit dans la transition énergétique, se concentrant sur les cellules solaires à pérovskite. Ces dernières sont prometteuses par leur faible coût de fabrication, mais souffrent d’un manque de stabilité.
L’utilisation d’une électrode de carbone est la solution privilégiée pour accroitre cette stabilité et faciliter le scale-up industriel, bien que l’encapsulation reste un défi.
L’objectif principal du stage est de contribuer au développement et à la production de ces cellules à électrode de carbone, spécifiquement en vue de leur future encapsulation (étape réalisée par un laboratoire partenaire).Sujet détaillé
Dans le contexte de la transition énergétique et de l’Économie Circulaire du Carbone (ECC), les cellules pérovskites font l’objet d’une attention soutenue en raison des avantages qu’elles présentent sur les technologies photovoltaïques déjà déployées à grande échelle (coût énergétique faible, procédés de mise en œuvre peu couteux). En revanche, elles sont généralement peu stables ce qui rend leur encapsulation singulièrement importante mais aussi difficile.
Les cellules pérovskites à électrode de carbone présentent une stabilité accrue et un fort potentiel de scale-up. Dans l’industrie photovoltaïque, les cellules (actuelles ainsi qu’en développement) sont encapsulées afin de les protéger de l’environnement extérieur. Le but de ce stage est de contribuer au développement et à la production de cellules pérovskites à électrode de carbone en vue de leur encapsulation. La personne recrutée travaillera à la DRF sur le développement, au travers de l’architecture et de la chimie de la cellule, la caractérisation et à la production puis l’envoi de cellule en vue de leur encapsulation.
Pour mener ce travail à bien, la personne recrutée travaillera au sein du laboratoire LICSEN (Laboratoire d’Innovation en Chimie des Surfaces et Nanosciences, au sein du DRF/ Iramis/NIMBE) et bénéficiera de son expérience sur les cellules pérovskites à électrode de carbone mésoporeuse. Des échanges avec le LAM (Laboratoire Application Module, DES/LITEN/DTS/SMSP) seront à réaliser en vue de l’encapsulation des cellules (l’étape d’encapsulation ne faisant pas partie du stage mais devant être prise en compte).
Figure 1 : Architecture triple mésoscopique et coupe MEB d’un dispositif à contre électrode carbone
Lieu du stage
CEA Paris-Saclay, laboratoire LICSEN (Laboratoire d’Innovation en Chimie des Surfaces et Nanosciences), 91191 Gif-Sur-Yvette.
Conditions de stage
- Durée du stage : 5 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+5
- Formation : Master 2
- Poursuite possible en thèse : Non
- Date limite de candidature : 15 février 2025
Compétences requises
Langue : Anglais
Profil recherché : Étudiant en master 2 ou équivalent (ingénieur) dans les domaines des sciences des matériaux ou de la physique-chimie. Des connaissances en photovoltaïque seraient un plus.
Liens utiles
- Site internet du laboratoire : NIMBE/LICSEN
- Page personnelle du responsable de stage : Frédéric Oswald.
Responsable du stage
Frédéric Oswald
Tél. : +33 (0)1 69 08 21 49
Email :Responsable NIMBE / LICSEN
Frédéric Oswald
Tél. : +33 (0)1 69 08 21 49
30 janvier 20262 février 20265 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : Chimie des matériaux
Mots-Clés : Capture de CO2, Nanomatériaux, Intelligence Artificielle, Diffusion des Rayons X aux Petits AnglesUnité d’accueil : NIMBE / LIONS
Résumé
Ce stage propose d’explorer la découverte de nouveaux oxydes nanostructurés pour la capture du CO2 en utilisant une approche combinant synthèse robotisée et intelligence artificielle. Le projet vise à valider cette méthodologie innovante tout en identifiant des matériaux aux performances améliorées.
Sujet détaillé
L’automatisation des synthèses chimiques assistée par intelligence artificielle ouvre de nouvelles perspectives pour la découverte accélérée de matériaux fonctionnels. Toutefois, la validité de ces approches par rapport aux méthodes conventionnelles reste à établir, notamment pour la synthèse d’oxydes nanostructurés destinés à la capture et la séquestration du CO2.
Le stage s’articule autour de deux questions scientifiques complémentaires :
- Validation méthodologique : Déterminer si la synthèse robotisée produit des matériaux équivalents à ceux obtenus par voies conventionnelles, ou si l’automatisation génère des voies de synthèse spécifiques avec des propriétés distinctes
- Exploration de l’espace des paramètres : Déterminer si l’exploration systématique de multiples paramètres (nature des oxydes, agents nanostructurants, protocoles d’injection) permet d’identifier des matériaux dépassant les performances actuelles en capture de CO2
Le/la stagiaire mettra en œuvre un protocole expérimental combinant :
- Synthèses en solution, automatisées (robot Opentrons Flex) et manuelles pour comparaison
- Caractérisations structurales par diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS, laboratoire et synchrotron)
- Mesures des propriétés d’adsorption (BET, capture/libération de CO2) en collaboration avec l’ENSTA
- Programmation pour le pilotage du robot et l’analyse de données
Cette approche à haut débit permettra d’explorer un espace de paramètres inaccessible par des méthodes conventionnelles.
Compétences expérimentales développées :
- Synthèses d’oxydes en solution (méthodes conventionnelles et robotisées)
- Techniques de caractérisation avancées (SAXS, physisorption, adsorption de gaz)
- Utilisation d’équipements automatisés et programmation associée
Compétences méthodologiques développées :
- Conception d’expériences à haut débit
- Analyse critique de jeux de données complexes
- Démarche de validation scientifique rigoureuse
Le stage offre également l’opportunité de travailler avec des équipements de recherche avancés (synchrotron) et de développer une expertise à l’interface entre chimie des matériaux et méthodes computationnelles.
Le stage se déroulera au sein d’une équipe de 4 personnes travaillant sur cette thématique, dans un laboratoire d’environ 30 personnes. Le/la stagiaire bénéficiera d’un accès aux équipements suivants :
- Robot de synthèse Opentrons Flex
- Diffusion des RX en laboratoire et temps de faisceau synchrotron
- Laboratoire de chimie pour synthèses et préparations
- Plateforme de caractérisation de gaz (capture/libération CO2, BET)
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 : Oui
- Date limite de candidature : 2 février 2026
Compétences requises
Master 2 en sciences des matériaux, chimie du solide, physico-chimie ou disciplines connexes.
Des connaissances en synthèse d’oxydes et en caractérisations physico-chimiques sont souhaitées. Une appétence pour la programmation constitue un atout significatif pour exploiter pleinement les capacités de l’approche robotisée. Le projet conviendra particulièrement aux candidat·e·s intéressé·e·s par les approches méthodologiques innovantes en science des matériaux et par les questions liées à la transition énergétique.Langue : Anglais
Liens utiles
- Site web du laboratoire : https://iramis.cea.fr/nimbe/lions/
- Site web de l’encadrant : https://www.linkedin.com/in/david-carriere-cea/
Page personnelle : https://iramis.cea.fr/nimbe/lions/pisp/david-carriere/
Responsable du stage
David CARRIERE
Tél. : +33 1 69 08 54 89
Email :Responsable NIMBE/LIONS
Antoine Thill
Tél. : +33 1 69 08 99 82
19 décembre 20252 février 20266 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : Chimie organique
Mots-Clés : catalyse, méthodologie de synthèseUnité d’accueil : NIMBE / LCMCE
Résumé
Face à l’épuisement des ressources fossiles, ce stage explore une alternative : utiliser des esters alkyliques biosourcés comme électrophiles dans les réactions de couplage croisé (type Heck), remplaçant les halogénures organiques polluants. L’objectif est de développer des méthodes catalytiques avec des métaux abondants comme Fe/Co en photo ou thermocatalyse via une catalyse tandem pour activer les liaisons C–O des esters. Le projet s’appuiera sur les travaux du laboratoire en activation d’esters et des résultats préliminaires. Une opportunité de contribuer à une chimie circulaire, applicable aux industries pharmaceutique, agrochimique et des matériaux.
Sujet détaillé
Contexte et Sujet
L’accès facilité à l’énergie et aux matières premières carbonées offert par les ressources fossiles a permis une croissance rapide de la société. Néanmoins, l’épuisement attendu des ressources fossiles et le changement climatique exigent de se tourner vers un modèle plus durable. Les matières premières biosourcées sont une source prometteuse de carbone pour remplacer les produits pétrochimiques, mais elles nécessitent un changement radical du modèle actuel. Alors que le paradigme actuel repose sur la production d’énergie et de molécules organiques à haute valeur ajoutée par des étapes d’oxydation, un modèle basé sur l’économie circulaire du carbone, c’est-à-dire la transformation du CO2 et de la biomasse qui sont déjà des matériaux fortement oxydés, requiert le développement de nouvelles méthodologies de réduction, de désoxygénation et d’utilisation directe de liaisons oxygénées pour accéder à des molécules organiques fonctionnalisées et utiles.
En chimie organique, les réactions de couplage croisé (Suzuki, Heck, Hiyama,…) représentent l’un des principaux outils permettant de créer des liaisons C–C. Cependant, elles reposent encore aujourd’hui principalement sur l’utilisation d’halogénures organiques comme électrophiles. Dans ce projet, le/la stagiaire aura pour objectif de démontrer que les esters d’alkyle, facilement disponibles et abondants, peuvent servir d’électrophiles dans les réactions de couplage croisé avec les alcènes. Les esters peuvent en effet être directement biosourcés ou facilement synthétisés à partir d’acides carboxyliques et d’alcools, diminuant ainsi l’impact environnemental de la formation de la liaison carbone-carbone.
Objectifs et Méthodologie
L’objectif principal du projet sera le développement de couplages croisés de type Heck, conduisant à la formation d’alcènes, catalysés avec des catalyseurs de métaux abondants (Fe, Co…), et en utilisant soit la photoactivation soit l’activation thermique. Pour activer les esters d’alkyle, nous envisageons d’utiliser la catalyse tandem, où deux catalyseurs travailleront en synergie pour effectuer la réaction. Le stage de master s’appuiera sur les recherches en cours dans notre laboratoire sur la réactivité des esters, les activations de la liaison C–O, et des résultats préliminaires non publiés.
Un financement est disponible pour poursuivre ce projet par une thèse de doctorat à la rentrée 2026.
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 : Oui
- Date limite de candidature : 2 février 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
Le/la stagiaire développera ses compétences en (photo)catalyse, en synthèse organique et organométallique, en travaillant sous atmosphère inerte (lignes de Schlenk, boîtes à gants), ainsi qu’en analyse de composés chimiques (RMN, GC-MS, IR, rayons X). Le/la stagiaire pourra avoir accès aux techniques modernes pour le développement de systèmes catalytiques, comme l’expérimentation à haut débit (HTE) ou les calculs théoriques au niveau DFT, et y être formé s’il/elle le souhaite. Le laboratoire est entièrement équipé avec des équipements pour réaliser ce projet.Langages informatiques et logiciels : N/A
Liens utiles
- Site web du laboratoire : NIMBE/LCMCE
- Page personnelle du responsable de stage : Lucile Anthore-Dalion
Responsable du stage
Lucile Anthore-Dalion
Tél. : +33 1 69 08 91 59
Email :
30 janvier 20262 février 20266 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : Chimie-physique
Mots-Clés : transition énergétique, ciment et béton bas carbone, SAXS, microfluidique, automatisationUnité d’accueil : NIMBE / LIONS
Résumé
Ce projet vise à adapter un microréacteur à ciment, récemment développé pour l’analyse in situ du durcissement par DRX, afin qu’il soit compatible avec la plateforme automatisée DIADEM FastNano de SAXS. L’objectif est de mieux comprendre l’évolution simultanée de la structure et de la porosité des ciments lors des premières étapes de durcissement, un facteur clé pour la capture du CO₂ et les propriétés mécaniques. Le stagiaire participera au développement technique du microréacteur ainsi qu’à la mise en place de scripts pour la collecte et le traitement automatisés des données SAXS.
Sujet détaillé
La production de clinker de ciment Portland ordinaire (OPC) représente jusqu’à 8 % des émissions mondiales de CO2. Environ 40 % de ce CO2 provient de l’énergie consommée pour chauffer le calcaire et les argiles bruts nécessaires à la production du clinker, tandis que les 60 % restants sont libérés par les carbonates piégés dans le calcaire. Malheureusement, seule une petite fraction de ce CO2 libéré est recapturée lorsque les ciments durcissent au cours des processus d’hydratation standard. Afin de réduire les émissions nettes de CO2, un nombre croissant de chercheurs et de start-ups (par exemple CarbonCure, Fortera) travaillent à la mise en place d’un processus de durcissement du ciment combinant hydratation et carbonatation afin de recapturer le CO2 libéré. Cependant, la carbonatation accélérée du ciment est un phénomène mal compris qui peut se dérouler selon des voies complexes en plusieurs étapes.
En raison de sa densité, de sa dureté et de son opacité, les processus de durcissement du ciment sont extrêmement difficiles à étudier. Pour relever ce défi, notre laboratoire a récemment mis au point un « microréacteur » à ciment qui permet d’analyser en temps réel le durcissement du ciment et l’a utilisé pour étudier l’évolution de la structure des ciments à l’aide de la diffraction des rayons X (DRX). L’objectif de ce stage est d’adapter le microréacteur pour qu’il puisse être utilisé sur la nouvelle plateforme automatisée DIADEM FastNano de diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS). En plus d’obtenir des informations structurelles par XRD, la SAXS nous permettra de découvrir l’évolution de la porosité des ciments au cours des premières étapes de durcissement, ce qui est crucial pour le transport du CO2 et la résistance mécanique. Le stagiaire nous aidera à développer le matériel du microréacteur pour effectuer l’analyse SAXS in situ et les scripts associés pour la collecte et le traitement automatisés des données SAXS.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 : Oui
- Date limite de candidature : 2 février 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques : SAXS/WAXS, DRX, impression 3D
Langages informatiques et logiciels : Python, pySAXS
Liens utiles
Site web du laboratoire : NIMBE/LIONS
Page personnelle du responsable de stage : Mark Levenstein
30 janvier 20262 février 20266 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : CHIMIE
Mots-Clés : synthèse, batterieUnité d’accueil : NIMBE / LEDNA
Résumé
L’intégration d’une électrode de référence dans un accumulateur permet de mesurer le potentiel électrochimique d’une électrode donnée sans influencer le fonctionnement de la batterie. Cette mesure du potentiel permet de comprendre les mécanismes de vieillissement de la batterie et donc d’optimiser les performances de ces dernières. Le but de ce projet de recherche en Master 2 est de synthétiser les matériaux d’électrodes susceptibles d’être utilisés dans les batteries Na-ion.
Sujet détaillé
Face à la demande croissante en stockage mobile d’énergie et en particulier dans le secteur de l’automobile, les recherches s’orientent à la fois vers de nouvelles technologies de batteries offrant de nouvelles perspectives en matière de capacité de stockage et de sécurité, mais aussi à des mesures de diagnostic permettant de déceler les mécanismes de vieillissement des batteries. Dans ce contexte, Il est particulièrement intéressant de développer des matériaux d’électrodes de référence pour les batteries Na-ion.
Le laboratoire des Édifices Nanométriques du service NIMBE est spécialiste de la synthèse de différents types de nanomatériaux pour répondre aux défis sociétaux des secteurs de l’énergie, de l’environnement ou encore de la santé. Dans le cadre de ses activités de recherche, le laboratoire développe plusieurs méthodes de synthèse permettant d’obtenir des nanoparticules à façon (contrôle de la composition chimique, de la taille et de la morphologie des nanoparticules). Dans le cadre de ce projet, un travail d’analyse de l’état de l’art sera fait pour déterminer les matériaux pertinents pour l’application. Ceux-ci seront synthétisé par différents procédés tels que des voies de synthèses comme les synthèses solvothermale assistées par micro-ondes sous air ou sous atmosphère inerte.
Les matériaux synthétisés seront finement caractérisés : des techniques classiques telles que la diffraction des rayons X sur poudre (structure cristallographique), des analyses SEM (taille des particules et morphologie). Des mesures par voltamètrie cyclique compléteront ce panel pour étudier les propriétés électrochimiques ces matériaux. Les matériaux présentant les meilleures propriétés seront mis en œuvre par les partenaires du projet comme matériau actif pour la réalisation d’électrode de référence et testés électro-chimiquement.
Ce projet est en collaboration avec plusieurs partenaires possédant des expertises complémentaires notamment en instrumentation de cellules électrochimiques ou encore en caractérisation post-mortem des batteries (CEA/LITEN à Grenoble). Des réunions entre les différents partenaires auront lieu pendant le déroulement du stage.
Références :
[1] L. Baggetto, et al., J. Phys. Chem. C, 118 (2014), pp. 7856-7864
[2] L. Baggetto et al., Electrochem. Commun. 2013, 34, 41– 44
[3] Y. Zhu, et al., Nanoscale, 5 (2013), pp. 780-787
[4] Z. Jian, et al. Electrochem. Commun., 14 (2012) 86-89.
[5] X. Zhang, et al. Nanoscale, 2019, 11, 2556.
[6] T. Akçay, et al., ACS Applied Energy Materials 2021 4 (11), 12688-12695Lieu du stage
CEA-Saclay, 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 : 5 janvier 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
Synthèse inorganique (par micro-onde, par voie sol-gel, par combustion), DRX, MEB, IR, BET, électrochimieLangages informatiques et logiciels :
Suite Office 2021, OriginLiens utiles
- Site web du laboratoire : https://iramis.cea.fr/en/nimbe/ledna/
- Page personnelle du responsable de stage Suzy Surblé
Responsable du stage
Suzy SURBLE
Tél. : 01 69 08 69 16
Email :Responsable NIMBE / LEDNA
Suzy SURBLE
Tél. : 01 69 08 69 16
9 janvier 20262 février 20266 moisFrance -
Domaine, spécialité : CHIMIE
Mots-Clés : Chimie des polymères, Valorisation de déchets plastiquesUnité d’accueil : NIMBE / LCMCE
Résumé
Stage R&D sur une voie chimique innovante de valorisation de déchets nylons
Sujet détaillé
Les matériaux polyamides, notamment le nylon 6 et le nylon 6/6, sont très utilisés dans le domaine des fibres ou des plastiques d’ingénierie pour divers secteurs d’applications (textile, automobile, construction, etc.). Malgré le développement de voies de réemploi pour prolonger la durée de vie des produits, l’utilisation intensive de ces nylons conduit inévitablement à une accumulation de déchets. Actuellement, ces derniers sont essentiellement stockés (mis en décharge ou enfouis) ou incinérés. Le stockage, comme l’incinération, ne sont pas des solutions pérennes sur le long terme. Ils entraînent un gaspillage des matières, une perte économique et causent de nombreuses pollutions. Le développement de procédés mécanique et/ou chimique de recyclage, plus respectueux de l’environnement, est absolument nécessaire.
Contrairement aux rares recyclages actuels de ces plastiques, le procédé UPNYL innovant mis au point au laboratoire (LCMCE au CEA) transforme chimiquement les polyamides en nouveaux matériaux à haute valeur ajoutée. Cette méthode donne accès à des composés innovants tout en s’attaquant au problème de gestion des déchets polyamides.
Ce projet de stage visera à optimiser le procédé UPNYL de surcyclage chimique en vue d’évaluer la performance des nouveaux polymères obtenus à partir de déchets nylons et de monter en échelle cette technologie. Les résultats de ce stage seront clefs pour mener à bien le transfert de cette technologie et avoir une vision précise du positionnement de la future start-up.
Au cours de ce stage, vous développerez notamment vos compétences en catalyse, en synthèse organique et organométallique et en chimie des polymères, en travaillant sous atmosphère inerte (lignes de vide-argon, boîtes à gants), ainsi qu’en analyse de composés chimiques (RMN, GC-MS, IR, GPC, HPLC, analyse élémentaire).
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 : 2 février 2026
Compétences requises
Langue : Anglais
Méthodes, techniques :
Catalyse, en synthèse organique et organométallique,
Manipulation sous atmosphère inerte (lignes de vide-argon, boîtes à gants) et analyse de composés chimiques (RMN, GC-MS, IR, GPC, HPLC, analyse élémentaire).Liens utiles
- Site web du laboratoire : NIMBE/LCMCE
- Page personnelle du responsable de stage
Responsable du stage
Marie Kobylarski
Tél. : +33 1 69 08 87 89
Email :
30 janvier 20262 février 20266 moisCEA Saclay, (91) Essonne, France -
Domaine, spécialité : CHIMIE
Mots-Clés : Organic chemistryUnité d’accueil : NIMBE / LICSEN
Nanostructures à base de porphyrines
Résumé
Les porphyrines sont des macrocycles tetrapyrroliques aromatiques qui présentent une grande diversité de propriétés optiques, opto-électroniques et électrochimiques. Le but de ce projet est de synthétiser de nouveaux matériaux à base de porphyrines pour tirer partie de ces propriétés.
Sujet détaillé
Le but de ce projet est de synthétiser de nouvelles molécules à base de porphyrines pour la fabrication de nanostructures mono- et bidimensionnelles. Les porphyrines sont des macrocycles tetrapyrroliques aromatiques ; les dérivés de porphyrines sont des briques essentielles du vivant, notamment pour le transport d’oxygène, pour les réactions d’oxydation et également pour la photosynthèse. Au-delà de cette importance dans le domaine du vivant, les propriétés optiques et électroniques des porphyrines en font un des matériaux les plus étudiés pour la conversion d’énergie, la catalyse, l’optique/optoélectronique et la médecine.
D’autre part, à cause de leur structure et de la grande versatilité de leur synthèse, les porphyrines meso-substituées ont permis la formation d’un large éventail de nanostructures covalentes ou supramoléculaires. [1-5]
Dans ce contexte, au cours de ce stage nous proposons de synthétiser des dérivés de porphyrines contenant des groupements PAHs (hydrocarbures aromatiques polycycliques) pouvant conduire à des porphyrines pi-étendues et/ou des nanostructures mono- et bidimensionnelles.[6-8] Avec ces assemblages, nous visons à exploiter les propriétés optiques et optoélectroniques des porphyrines.
Ce projet rassemble plusieurs partenaires possédant des expertises complémentaires en chimie (CEA Paris-Saclay), en optique (LuMIn, ENS et Université Paris-Saclay) et en microscopie à effet tunnel (ISMO, Université Paris-Saclay et IM2NP/CINaM Aix-Marseille Université). Pour ce projet le/la candidat(e) devra posséder une solide formation en chimie organique. Le projet sera réalisé en collaboration avec des physiciens ; le/la candidat(e) doit également avoir un goût prononcé pour le travail multidisciplinaire.
Références :
- [1] S. Mohnani and D. Bonifazi, Coord.Chem.Rev., 2010, 254, 2342-2362.
- [2] N. Aratani and A. Osuka, Bull.Chem.Soc.Jpn, 2015, 88, 1-27.
- [3] R. Haver and H. L. Anderson, Helv.Chim.Acta, 2019, 102, e1800211.
- [4] L. Grill, M. Dyer, L. Lafferentz, M. Persson, M. V. Peters and S. Hecht, Nat.Nanotechnol., 2007, 2, 687-691.
- [5] J. Otsuki, Coord.Chem.Rev., 2010, 254, 2311-2341.
- [6] N. Kalashnyk, M. Daher Mansour, J. Pijeat, R. Plamont, X. Bouju, T. S. Balaban, S. Campidelli, L. Masson and S. Clair, J. Phys. Chem. C, 2020, 124, 22137-22142.
- [7] J. Pijeat, L. Chaussy, R. Simoës, J. Isopi, J.-S. Lauret, F. Paolucci, M. Marcaccio and S. Campidelli, ChemOpen, 2021, 10, 997-1003.
- [8] M. Baljozovic, J. Pijeat, S. Campidelli and K.-H. Ernst, J. Am. Chem. Soc., 2024, 146, 50, 34600–34608.
Lieu du stage
CEA Saclay, (91) Essonne, France
Conditions de stage
- Durée du stage : 5-6 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+5
- Formation : Master 2
- Poursuite possible en thèse : Oui
- Date limite de candidature : 5 décembre 2025
Compétences requises
- Méthodes, techniques : Synthèse organique, RMN, spectrométrie de masse.
- Langue : Anglais
Liens utiles
- Site web du laboratoire : NIMBE/LICSEN
- Page personnelle du responsable de stage : Stéphane CAMPIDELLI
31 décembre 20252 février 20265 mois6 moisFrance -
Domaine, spécialité : CHIMIE
Mots-clés : Chimie organiqueUnité de recherche : NIMBE / LICSEN
Synthèse et étude des matériaux graphéniques
Résumé
Le terme « graphène » recouvre toute une famille de matériaux. Dans le cadre de ce stage, nous proposons de fabriquer, par des méthodes de synthèse organique, des nanoparticules de graphène afin d’étudier leurs propriétés optiques et qui pourront servir de base à la réalisation de matériaux à base de graphène.
Sujet détaillé
Depuis la découverte du graphène, une grande attention a été portée à la fabrication de matériaux liés au graphène tels que les nanoparticules [1,2] et les nanorubans [3-5] de graphène en utilisant l’approche « bottom-up ». Cette approche, basée sur la chimie organique et la synthèse d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) géants, est le seul moyen de contrôler la structure au niveau atomique, ce qui permet de lier précisément les propriétés électroniques à la structure (taille, symétries, forme des bords, etc.) des nanographes.
Si la photophysique des dérivés de l’hexabenzocoronène est relativement bien connue [6], presque aucune caractérisation optique avancée n’a été réalisée sur des structures plus grandes. En 2018, nous avons rapporté des expériences de spectroscopie à molécule unique sur les molécules dites superphénalènes C96(C12H25)6 [7]. Nous avons montré que les nanoparticules de forme triangulaire sont des émetteurs de photons uniques efficaces et stables à des températures ambiantes et cryogéniques [8-9]. Plus récemment, nous avons synthétisé une famille de nanoparticules allongées contenant jusqu’à 132 atomes de carbone hybridés sp2. Ces nanoparticules présentent des propriétés optiques exceptionnelles, telles que des rendements quantiques proches de 100% et l’émission de photons uniques [10,11].
Ce projet vise à répondre aux questions scientifiques suivantes : à partir de quelle taille les molécules conjuguées commencent-elles à se comporter comme des solides ? Existe-t-il une nouvelle physique aux échelles intermédiaires, ou la transition est-elle abrupte ? Pour répondre à ces questions, nous augmenterons progressivement la longueur et la largeur des nanoparticules par synthèse contrôlée, et suivrons l’évolution des propriétés photophysiques pas à pas jusqu’à atteindre la situation où la cohérence spatiale de l’exciton est plus petite que la taille de la particule.
Le sujet de ce stage est la chimie moléculaire. Les techniques classiques de chimie seront utilisées (hottes de chimie, atmosphère inerte, rampe de Schlenk vide/argon, etc.) Les matériaux seront caractérisés par spectroscopie RMN, UV-Vis-NIR, spectroscopie de photoluminescence et spectrométrie de masse (MALDI-TOF). Pour ce projet, le candidat doit avoir une solide formation et un goût prononcé pour la chimie organique. L’étude des propriétés photophysiques des matériaux sera réalisée en collaboration avec le laboratoire Lumière, Matière et Interfaces (LuMIn) de l’ENS et de l’Univ. Paris-Saclay.
Références :
- Wu, J. ; Pisula, W. ; Müllen, K. Chem. Rev. 2007, 107, 718.
- Narita, A. ; Wang, X. Y. ; Feng, X. ; Müllen, K. Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 6616.
- Pijeat, J. ; Lauret, J.-S. ; Campidelli, S. « Bottom-up approach for the synthesis of graphene nanoribbons ». Dans Graphene Nanoribbons, Brey, L., Seneor, P., Tejeda, A., Eds ; IOP Publishing Ltd : 2020 ; p 2.1-2.25.
- Niu, W. ; Ma, J. ; Feng, X. Acc. Chem. Res. 2022, 55, 3322.
- Chen, Z. ; Narita, A. ; Müllen, K. Adv. Mater. 2020, 32, 2001893.
- Haines, P. ; Reger, D. ; Träg, J. ; Strauss, V. ; Lungerich, D. ; Zahn, D. ; Jux, N. ; Guldi, D. M. Nanoscale 2021, 13, 801.
- Zhao, S. ; Lavie, J. ; Rondin, L. ; Orcin-Chaix, L. ; Diederichs, C. ; Roussignol, P. ; Chassagneux, Y. ; Voisin, C. ; Müllen, K. ; Narita, A. ; Campidelli, S. ; Lauret, J.-S. Nat. Commun. 2018, 9, 3470.
- Liu, T. ; Tonnelé, C. ; Zhao, S. ; Rondin, L. ; Elias, C. ; Medina-Lopez, D. ; Okuno, H. ; Narita, A. ; Chassagneux, Y. ; Voisin, C. ; Campidelli, S. ; Beljonne, D. ; Lauret, J.-S. Nanoscale 2022, 14, 3826.
- Liu, T. ; Carles, B. ; Elias, C. ; Tonnelé, C. ; Medina-Lopez, D. ; Narita, A. ; Chassagneux, Y. ; Voisin, C. ; Beljonne, D. ; Campidelli, S. ; Rondin, L. ; Lauret, J.-S. J. Chem. Phys. 2022, 156, 104302.
- Medina-Lopez, D. ; Liu, T. ; Osella, S. ; Levy-Falk, H. ; Rolland, N. ; Elias, C. ; Huber, G. ; Ticku, P. ; Rondin, L. ; Beljonne, D. ; Lauret, J.-S. ; Campidelli, S. Nat. Commun. 2023, 14, 4728.
- Levy-Falk, H. ; Capelle, O. ; Liu, T. ; Medina-Lopez, D. ; Deleporte, E. ; Campidelli, S. ; Rondin, L. ; Lauret, J.-S. Phys. Status Solidi B 2023, 260, 2300310.
Lieu du stage
Saclay, France
Conditions du stage
- Durée du stage : 5-6 mois
- Niveau d’étude : Bac 5
- Formation : Master 2
- Poursuite en thèse de doctorat : Oui
- Date limite d’inscription : 5 décembre 2025
Compétences requises
Méthodes et techniques utiles:
Synthèse organique, RMN, spectrométrie de masse, spectroscopie d’absorption et de photoluminescenceLangue : Anglais
Liens utiles :
Site web du laboratoire : NIMBE/LICSEN
Responsable du stage
Stéphane CAMPIDELLI
Tél : 33 1 69 08 51 34
Email :Responsable du laboratoire : NIMBE / LICSEN
30 décembre 20252 février 20265 mois6 moisFrance
