Synthèse d’aérogels organiques à partir de dérivés du polydicyclopentadiène

L'étude de la fusion par confinement inertiel du mélange deutérium + tritium (DT) est une problématique depuis longtemps abordée au CEA. Les expérimentations liées à cette thématique, effectuées au sein du laser mégajoule (LMJ), nécessitent l'utilisation de matériaux aux propriétés particulières. Cela concerne entre autres les mousses de polymères (aérogels organiques) composant les cibles de pré-ignition. De tels matériaux doivent notamment associer une très faible densité avec une tenue mécanique suffisante pour leur permettre d’être compatible avec le procédé de préparation utilisé. Dans ce contexte, le but est de travailler sur la préparation de ces aérogels polymériques CHx à base de polydicyclopentadiène (pDCPD) et autres polymères dérivés par polymérisation par ouverture de cycle par métathèse (ROMP) afin de produire des matériaux (i) de faible densité apparente (valeur ciblée dans le projet : inférieur à 50mg/CC), (ii) homogènes, (iii) présentant une (nano)porosité (ouverte) fine et (iv) usinables.
Les travaux de la thèse proposée seraient centrés sur trois axes :
1. la synthèse de nouveaux (co-)monomères
2. la préparation des aérogels organiques et leurs
3. l’exploitation des données par l'IA (opportunité)

Polymères fonctionnels pour l’électronique imprimée 3D/4D : de la rhéologie à la fonctionnalisation des matériaux

Cette thèse, menée sur la plateforme MAPP (CEA-Metz), s’inscrit dans le cadre du développement de procédés de fabrication additive 3D/4D et la mise en oeuvre de matériaux intelligents. L’objectif est de dépasser les limites d'intégration des architectures planaires traditionnelles (PCB, wafers) en explorant l’impression directe de fonctions électroniques au sein de pièces fabriquées par fusion de fils (FDM) ou extrusion (PEM, Robocasting). Le travail se concentre sur les polymères fonctionnels conducteurs, composés d’une matrice organique et de particules métalliques, dont les mécanismes de conduction (contacts directs, effet tunnel, conduction ionique) sont régis par le franchissement du seuil de percolation. L’étude portera sur la maîtrise de leur mise en œuvre, l’analyse de leur comportement rhéologique et électrique, ainsi que sur l’exploitation de leurs propriétés résisitives, piézorésistives et piézoélectriques pour concevoir de nouvelles fonctions capteurs (3D) et actionneurs (4D). Le doctorant disposera d’outils de caractérisation avancés et sera encadré par une équipe pluridisciplinaire spécialisée en fabrication additive, matériaux et microélectronique.