Etude du domaine de fonctionnement de proteines aux propriétés extractives de radioéléments
L’objectif de ce travail est de déterminer le domaine de fonctionnement de protéines ayant une forte sélectivité intra lanthanides (III) ou Am(III) sous stress acide et radiatif. Les effets seront quantifiés par l’analyse de l’évolution sous stress des 3 propriétés suivantes : la densité surfacique de protéines, leur changement de configuration structurale lors de leur interaction avec les éléments du block f et leur dégradation. Pour cela le candidat devra préparer deux types de systèmes modèles. Le premier type, des substrats plans de silicium et de germanium, sera dédié aux analyses de surfaces ex situ (pH et irradiation) et in situ (pH), réflectivité des rayons X et des neutrons au laboratoire et sur grands instruments (Institut Laue Langevin), microscopie à force atomique (AFM), et spectroscopie infrarouge en mode réflexion totale atténuée. A partir de ces analyses, la densité surfacique de protéines et à son comportement in situ en présence d’éléments du block f seront déterminés. Le deuxième type de substrat, des billes d’oxydes inorganiques fonctionnalisées par les protéines serviront à déterminer une éventuelle dégradation de celles-ci en solution sous irradiation par l’analyse de la solution par spectrométrie de masse et par analyse de la phase solide par diffusion des rayons X aux petits angles.
Développement de cellules solaires tandem Silicium-Pérovskite pour des applications spatiales H/F
Avec des rendements records dépassant maintenant 35%, les cellules tandems silicium-pérovskites suscitent un intérêt croissant dans le domaine du photovoltaïque. En raison notamment de leur coût de fabrication faible en comparaison de cellules solaires III-V typiquement utilisées pour les applications spatiales.
Les cellules à base de silicium « classiques » souffrent particulièrement des irradiations reçues dans l’environnement spatial. Récemment, une solution de « self-recovery », permettant à des cellules PV à hétérojonction de silicium (SHJ) amincies (90 µm) de s’auto-régénérer en quelques heures dans des conditions représentatives de l’environnement spatial a été démontrée après une irradiation par un faisceau d’électron par une équipe du DTS.
Le ou la post-doctorant(e) sera basé(e) au DTS sur le site de l’INES (Bourget-du-Lac). Le but de ce Post-Doctorat est de fabriquer des tandems Silicium-Pérovskite à partir de ces cellules SHJ « spatiales ». Principalement en salle blanche, vous réaliserez toutes les étapes de fabrication de la cellule supérieur Pérovskite. Vous caractériserez les tandems réalisés et serez source de proposition pour les améliorations à apporter à l’une ou l’autre des sous cellules. Des tests de résistance à l’environnement spatial seront programmés afin d’évaluer la résistance de ces dispositifs aux irradiations (électrons / protons) et aux cyclages thermiques rapides.
Chercheur postdoctoral en batteries lithium-ion tout-solide
Souhaitez-vous que votre travail ait un impact sur la transition énergétique en cours ?
Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), et plus particulièrement le laboratoire d'innovation pour les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux (CEA/LITEN), situé à Grenoble, en France, est l’un des principaux centres mondiaux de recherche sur les batteries, avec des infrastructures et des équipements de pointe dédiés aussi bien à la recherche fondamentale qu’aux applications industrielles. Dans le contexte de l’émergence de besoins en solutions énergétiques plus durables, l’une de nos missions est de faciliter le développement du transport électrique grâce à l’amélioration des batteries rechargeables. Le LITEN est un membre actif de Carnot Énergies du Futur, l’Institut Carnot dédié aux nouvelles technologies de l’énergie.
Nous recherchons un(e) chercheur(euse) postdoctoral(e) hautement motivé(e) pour travailler sur un projet Carnot consacré au développement d’électrolytes solides stables à l’air pour les batteries lithium-ion, afin de favoriser davantage leur mise en œuvre pratique.
Le projet porte notamment sur la modification chimique de l’électrolyte, sa caractérisation avancée à l’aide d’un ensemble de méthodes physico-chimiques, notamment la résonance magnétique nucléaire (RMN) solide améliorée par polarisation nucléaire dynamique (DNP), ainsi que sur la réalisation de tests représentatifs dans des batteries de petite taille.Une équipe multidisciplinaire, réunissant un haut niveau d’expertise et d’excellence scientifique dans ce domaine, est impliquée dans le projet.Un exemple de recherche récente dans ce domaine est disponible ici : https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104742.
Le projet vise notamment à développer de nouvelles idées, à produire des publications scientifiques et des brevets, ainsi qu’à participer à des conférences internationales.
Normalisation d'essais de corrosion en sels fondus
Les réacteurs à sels fondus représentent une piste prometteuse pour les réacteurs nucléaires de IVe génération en raison notamment de leur sûreté intrinsèque et de la possibilité de réutiliser le combustible usagé des REP. Deux types d’halogénures sont envisagés pour ce concept, à savoir les fluorures et les chlorures. Leur choix est justifié par leurs propriétés thermophysiques ainsi que par leur compatibilité avec les infrastructures déjà existantes.
Malgré leurs nombreux avantages, les sels halogénures – et plus particulièrement chlorures et fluorures – sont très hygroscopiques, menant à une corrosion sévère des matériaux de structure qui est gouvernée par la présence d’impuretés. Afin de comprendre à la fois les mécanismes mis en jeu ainsi que leurs cinétiques, des études de corrosion sont menées à travers le monde à l’échelle des laboratoires. En raison des différents protocoles expérimentaux appliqués ainsi que des moyens expérimentaux variés la littérature est riche mais les données publiées se révèlent disparates rendant impossible la comparaison du comportement des matériaux dans ces milieux à travers différents laboratoires.
Le projet européen ENHARMONY vise à proposer des protocoles pour la purification de ces sels ainsi que pour la conception et la réalisation d’essais de corrosion afin de normaliser ces essais en sels fondus halogénures. Pour ce faire, le comportement de deux alliages commerciaux (316H et IN625) sera étudié dans un sel ternaire chlorure et dans un sel binaire fluorure dans plusieurs laboratoires européens avec les mêmes protocoles expérimentaux.
Le sujet proposé revêt un fort caractère expérimental dans la mesure où le ou la post-doc mènera l’intégralité des essais de corrosion, depuis la purification du sel jusqu’aux analyses post-mortem des échantillons et du sel. Il/elle sera directement impliqué(e) dans le projet en prenant par aux discussions des résultats et aux décisions menant à la mise en place de procédures.
Mesure de données thermodynamiques d’intérêt pour l’extraction des terres rares par calorimétrie Calvet
Le projet TREESURE, collaboration franco-australienne entre le CEA/DES/ICSM et l’entreprise Lynas Rare Earths, vise à optimiser le traitement de minerais de monazite pour l’extraction des terres rares. Dans ce cadre, ce contrat post-doctoral de 18 mois aura pour objectif de déterminer par calorimétrie Calvet les données thermodynamiques clés (Cp, ?rH) aujourd’hui manquantes. L’étude progressera de phosphates et sulfates modèles vers des systèmes multicationiques complexes. Ces minerais simulés, représentatifs de la mine de Mount Weld (Australie), seront ensuite comparés à des concentrés réels fournis par Lynas. Les mesures seront couplées à des caractérisations structurales et physico-chimiques afin de mieux comprendre les mécanismes de conversion sulfurique. Les données obtenues alimenteront directement les modèles industriels développés par Lynas. Ce travail vise ainsi à réduire les consommations d’énergie et d’acide des procédés miniers, tout en maximisant l’efficacité d’extraction des terres rares.
Optimisation de la détermination des rapports isotopiques entre actinides par FXL, TIMS, ICP-MS et spectrométrie alpha pour l’analyse de combustible irradié
L’analyse des combustibles irradiés offre une opportunité unique pour acquérir des données fondamentales et des données nucléaires de base. Leurs caractérisations peuvent être directes sur le solide (oxyde ou gaine) ou après une étape de mise en solution en cellule blindée. Les déterminations demandées sont essentiellement d’ordre isotopique sur les actinides et certains produits de fission. Les études neutroniques requièrent notamment la détermination la plus exacte possible des rapports isotopiques entre actinides, comme par exemple les rapports 236U/237Np, 238U/238Pu, 241Am/238Pu, 242Cm/238Pu, … Ces mesures sont essentiellement réalisées par dilution isotopique suivie d’une mesure par spectrométrie de masse à thermo-ionisation (TIMS). Afin de surmonter les défis liés aux fortes radioactivités des échantillons, l’absence de matériau de référence nécessaire pour mettre en œuvre la dilution isotopique (par exemple pour Np et Cm) et la nécessité de diminuer les incertitudes de mesure, ces expériences nécessitent l’analyse des rapports élémentaires entre actinides (U/Pu, Am/Pu, U/Np, Pu/Np, Cm/Pu, …). Cela permet grâce à la détermination préalable de l’abondance isotopique de pouvoir remonter aux différents rapports isotopiques entre actinides.
Afin de relever ces nouveaux défis, nous recherchons un Ingénieur-Chercheur en chimie analytique H/F. Vous devrez notamment :
- Mettre en œuvre des méthodes d’analyses par spectrométrie de masse et alpha ;
- Mettre en œuvre les mesures par fluorescence X des raies L (FXL), technique non destructive et directement implantée en chaine blindée sur l’installation Atalante ;
- Développer l'expertise du laboratoire sur l’analyse élémentaire des actinides sur du combustible irradié ;
- Assurer le rayonnement scientifique du laboratoire, en valorisant les résultats par la rédaction de publications et la participation aux conférences du domaine d’activité.
Vous êtes titulaire d'un BAC+8 en chimie analytique ou en physique chimiqu
Post-Doctoral Position in Rapid Sintering Techniques for Low-Temperature Protonic Ceramic Electrochemical Devices
Les cellules d'électrolyse à haute température permettent de produire de l’électricité et de générer de l'H2 avec des rendements élevés. Le verrou principal est la température de fonctionnement élevée, qui entraine de forts taux de dégradation. Les cellules protoniques (PCC) apparaissent comme une solution prometteuse pour diminuer la température de fonctionnement, avec des performances théoriques élevées entre 300-400 °C. Toutefois, l'instabilité du matériau d'électrolyte BaCeZrYYbO3-d BCZY(Yb) lors du frittage limite les performances du fait d'une augmentation de la résistance ohmique et de la résistance de polarisation de l'électrode H2, ce qui constitue un verrou pour le développement des PCC. Le projet vise à exploiter le frittage ultra-rapide (photonique FLA /Micro-ondes MWA) comme méthode alternative au frittage conventionnel. L’objectif est de démontrer qu'il permet de densifier des électrolytes protoniques performants à basse température (<450 °C) tout en limitant l’évaporation du Ba, la ségrégation aux joints de grains et l'agglomération du Ni, afin d’améliorer durablement les performances et le rendement faradique.
Développement et validation d'un solveur pour les équations du bruit neutronique
Aucune technique opérationnelle ne permet aujourd’hui de mesurer en continu la réactivité de systèmes nucléaires, c’est-à-dire leur distance à la criticité, en régime à faible puissance, c’est-à-dire leur distance à la criticité. Ce problème revêt un intérêt majeur par exemple pour les réacteurs de puissance en phase de chargement du combustible. Dans ces systèmes sous-critiques pilotés par des sources faibles, le signal moyen des détecteurs est peu informatif ; en revanche, les fluctuations temporelles du signal neutronique — le bruit neutronique stochastique, hérité de l’aléa fondamental du nombre de neutrons émis par fission — portent une information directe et quantitative sur la multiplication. Ce travail, réalisé dans le cadre du projet SENTINELLE proposé par le CEA, vise à développer un solveur déterministe sur GPU des équations des moments (moyenne et corrélations) de la population neutronique, permettant de calculer rapidement les observables de bruit (Feynman-a, Rossi-a, multiplicités locales). Le solveur sera ensuite validé sur la base de données expérimentales issues du projet SENTINELLE.
Simulation par la méthode du Phase Field Crystal des mécanismes de ségrégation induite par irradiation aux joints de grains : application aux alliages modèles Fe-Cr
L'objectif principal de ce post-doctorat est de développer, calibrer et appliquer un modèle PFC (champ de phase cristallin) capable de simuler la ségrégation induite par irradiation aux joints de grains dans les alliages modèles Fe-Cr, alliages représentatifs des aciers ferritiques-martensitiques. Les travaux viseront notamment à reproduire la structure atomique des joints de grains et à étudier l'influence de leur orientation cristallographique sur les phénomènes de ségrégation.
Le projet permettra également d'évaluer la pertinence de cette approche comme alternative aux modèles actuels de type champ moyen utilisés pour décrire la SII. Une attention particulière sera portée à la comparaison des propriétés des défauts ponctuels (énergies de formation et de migration des lacunes et des interstitiels) obtenues par la méthode PFC avec celles issues de simulations en dynamique moléculaire (DM).
Nouvelle architecture de pile à combustible (PEMFC) pour le transport lourd décarboné
Ce post-doctorat vise à développer une nouvelle architecture de pile à combustible PEMFC pour décarboner le transport lourd (camions, maritime, ferroviaire, aéronautique). Les PEMFC actuelles nécessitent une hydratation externe pour maintenir leur performance, car leur membrane polymère exige une humidité proche de 100 %. Au-delà de 80 °C, cette gestion de l’eau, en particulier maintenir une hydratation suffisante, devient difficile, limitant leur température de fonctionnement et imposant des systèmes de refroidissement encombrants.
Le CEA a breveté une architecture innovante doublant les entrées/sorties de fluides, permettant un contrôle indépendant des cellules par paires (bicellules). En inversant les gradients thermiques entre anode et cathode, cette approche optimise la circulation interne de l’eau, maximisant son accumulation et réduisant le besoin d’humidificateurs externes. L’objectif est de valider cette architecture via une bicellule instrumentée, opérationnelle d’ici 1 à 2 ans, combinant modélisation, tests expérimentaux et optimisation des paramètres (débits, humidité, pression, gradients thermiques).
Ce projet pourrait aboutir à une nouvelle génération de PEMFC haute température (> 80 °C) sans humidificateur, simplifiant leur intégration dans les applications industrielles. Les résultats pourraient faire l’objet de publications et de brevets.