Synthèse d’aérogels organiques à partir de dérivés du polydicyclopentadiène // Synthesis of organic aerogels from polydicyclopentadiene derivatives

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)

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The study of inertial confinement fusion of the deuterium + tritium (DT) mixture has long been a research focus at the CEA. Experiments related to this topic, carried out within the Laser Mégajoule (LMJ) facility, require the use of materials with specific properties. This includes, among others, polymer foams (organic aerogels) used as pre-ignition targets. Such materials must combine very low density with sufficient mechanical strength to be compatible with the preparation process employed.
In this context, the objective is to develop CHx polymeric aerogels based on polydicyclopentadiene (pDCPD) and other polymers derived from ring-opening metathesis polymerization (ROMP), in order to produce materials that are (i) of low apparent density (target value in the project: below 50 mg/cc), (ii) homogeneous, (iii) exhibiting fine (open) nano-porosity, and (iv) machinable.
The proposed PhD work would focus on three main areas:
1. The synthesis of new (co-)monomers
2. The preparation of organic aerogels
3. The exploitation of data using AI (opportunity)
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Pôle fr : Direction des Applications Militaires
Pôle en : Military Applications
Département : DMAT
Service : DMAT
Laboratoire : DMAT
Date de début souhaitée : 01-11-2025
Ecole doctorale : Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (ED549)
Directeur de thèse : THIBONNET Jérôme
Organisme : Université François Rabelais TOURS

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction des Applications Militaires
Pôle en : Military Applications
Département : DMAT
Service : DMAT

Master 2 ou école ingénieur en chimie organique