Effet de diluant sur les propriétés d’extraction, de complexation et d’agrégation de molécules extractantes telles que les Monoamides
La démonstration qu’un hydrotrope peut remplacer efficacement les diluants aliphatiques conventionnels a été démontrée et marque une avancée majeure dans le domaine de l’ingénierie hydrométallurgique. Ce remplacement permet non seulement d’éliminer la formation de la troisième phase, mais aussi de réduire significativement la viscosité tout en augmentant la capacité de charge et la sélectivité. Ces effets synergiques ouvrent la voie à des procédés plus compacts, stables et économiquement viables. Le projet de post-doctorat (24 mois) vise à développer un procédé innovant d’extraction sélective de l’uranium à l’aide des monoamides DEHiBA et MOEHA dilués dans des hydrotropes (PnP, DPnP et TPnP). Il cherche à comparer les mécanismes d’extraction et d’agrégation dans ces milieux à ceux observés avec des diluants classiques. Une approche thermodynamique permettra d’identifier les interactions moléculaires responsables de l’efficacité et de la sélectivité de l’extraction. Une étude multiparamétrique évaluera l’influence de la formulation organique et des conditions opératoires sur les performances du procédé. Les coefficients de distribution, rendements d’extraction, facteurs de séparation et capacités de charge seront notamment déterminés. La co-extraction d’eau et d’acide, la viscosité et la structure des agrégats seront également étudiées par des techniques de caractérisation adaptées. Les pertes éventuelles en extractant et en hydrotrope seront quantifiées afin d’évaluer la réutilisation des phases aqueuses au cours de cycles successifs. Le projet étudiera ensuite la précipitation directe de l’uranium extrait en phase organique par ajout stœchiométrique d’acide oxalique. Cette approche vise à supprimer l’étape classique de réextraction aqueuse, réduisant ainsi la consommation d’eau et les pertes d’hydrotrope. La nature, la pureté, le rendement de récupération des solides obtenus seront caractérisés afin d’évaluer la pertinence du procédé et son potentiel de durabilité.
Étude de la chimie de surface d’oxydes d’actinides sous atmosphère irradiée
Le projet MARINS vise à développer une approche expérimentale originale pour étudier les interactions entre des atmosphères gazeuses irradiées et des surfaces d’oxydes d’actinides. Dans le contexte du nucléaire du futur et de l’évolution des combustibles, la compréhension de la réactivité de surface des oxydes d’actinides sous irradiation constitue un enjeu majeur pour mieux décrire les mécanismes de vieillissement, d’altération, de radiolyse et de transformation chimique des matériaux du cycle du combustible.
Le post-doctorat, d’une durée de 24 mois, sera basé à Marcoule, au sein d’un environnement de recherche dédié à la chimie des actinides et aux matériaux nucléaires. La personne recrutée contribuera au développement et à la mise en œuvre d’expériences couplant atmosphères contrôlées, irradiation, analyse des gaz et caractérisations de surface avancées, notamment par techniques synchrotron.
Etude d'un système de stockage K-ion bas coût : Synthèse de matériaux, Electrolyte, Sécurité et prototypage
Le projet UPBEAT (France 2030) vise à développer une technologie potassium-ion bas coût et exempte de matériaux critiques et capable de fournir les performances de cellules Li-ion de type LiFePO4. Le travail proposé au post-doctorant s'inscrit dans cette optique : Après avoir mis au point la synthèse à l'échelle du matériau de cathode, il consistera à développer des électrolytes liquides organiques optimisés pour ce nouveau système (Blanc de Prusse vs. Graphite), en étudiant les sels, les solvants et les additifs les plus prometteurs, tout en conservant les objectifs de coût et de durabilité. Les solutions proposées (avec et sans fluor) seront formulées, caractérisées et testées électrochimiquement dans des cellules complètes (piles boutons et sachets souples incluant une optimisation des composants) pour mesurer, entre autres, leurs efficacités sur la durée de vie et les réponses en puissance. La compréhension des effets des différents composants sera amenée par des mesures operando et des caractérisations post-mortem. Les systèmes qui répondront le mieux aux exigences du projet feront également l'objet d'essais abusifs permettant de juger de la sécurité du système final.
Modélisation, CFD et développement expérimental d’un injecteur innovant pour les systèmes à absorption
Le CEA LITEN propose un postdoctorat de 2 ans, à partir de 2027, sur le développement d’un injecteur innovant pour les systèmes à absorption NH3/H2O.
Le projet combine modélisation thermodynamique, CFD, optimisation et expérimentation afin de comprendre et améliorer les performances de l’injecteur.
Le/la postdoctorant(e) participera à la conception, simulation et caractérisation expérimentale de prototypes, ainsi qu’à leur intégration dans un système d’absorption.
Le profil recherché est un(e) docteur(e) en énergétique, mécanique des fluides, génie des procédés ou domaine connexe, avec une expérience en CFD et/ou expérimentation.
Une connaissance des écoulements diphasiques, cycles à absorption ou systèmes frigorifiques sera appréciée.
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.
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.