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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-20-0572

DOMAINE DE RECHERCHE
Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux / Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences
INTITULÉ DU SUJET Français English

Cristallisation non-classique de matériaux pour l’environnement : élucidation du lien amorphe-cristal par des techniques synchrotron de nouvelle génération.

RÉSUMÉ DU SUJET

La formation de cristaux par réaction en voie liquide intervient dans de nombreux processus naturels et industriels, et en particulier dans la synthèse de matériaux d’intérêt pour l’environnement : oxydes nanostructurés pour la catalyse, oxalates pour le recyclage des terres rares, carbonates pour la séquestration du CO2 atmosphérique.

Dans ces applications, il faut maîtriser les cristaux finaux en termes de cinétique de formation, taille(s), état d’agrégation, et type cristallin en cas de polymorphisme. Mais la maîtrise du procédé est très difficile car ces cristallisations font intervenir des intermédiaires amorphes qui sont complètement ignorés dans les guides théoriques habituels (théories classiques de la nucléation / croissance). La nature des corrections à apporter aux approches classiques n’est pas claire puisqu’il est très difficile de mesurer le déroulement de la réaction entre les ions de départ, via les intermédiaires amorphes, jusqu’aux cristaux finaux, à des échelles de temps suffisamment courtes (<
L’objectif de cette thèse est de résoudre le problème réputé difficile de la mesure des cristallisations non-classiques dans l’eau. Son originalité est de s’appuyer sur les techniques désormais disponibles grâce à l’avènement des synchrotrons de quatrième génération : i) caractérisation des temps de réaction plus courts de trois ordres de grandeur par rapport à l’état de l’art, en réalisant les mesures dans des mélangeurs rapides microfluidiques ; et ii) caractérisation à toutes les échelles spatiales, en étendant d’un à deux ordres de grandeur par rapport à l’état de l’art les résolutions et simultanément les extensions spatiales, grâce aux nouvelles techniques de cartographie de diffusion des rayons X aux petits angles.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

sciences des matériaux; physique

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut rayonnement et matière de Saclay
Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie
Laboratoire Interdisciplinaire sur l’Organisation Nanométrique et Supramoléculaire
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/11/2020
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Corinne CHEVALLARD  

CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS
CEA Saclay
IRAMIS/NIMBE/LIONS Bât. 546 - PC #175
91191 Gif-sur-Yvette cedex

Téléphone : +33 1 69 08 52 23

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
Sciences Chimiques: Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes (2MIB)
DIRECTEUR DE THÈSE

David CARRIÈRE

CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LIONS
DSM/IRAMIS/NIMBE/LIONS
Bât.546
91191 Gif-sur-Yvette