Cartographie de la résistivité électrique dans un milieu poreux géologique réactif sur puce microfluidique

Localisation et contexte du stage :

La·le stagiaire sera accueilli·e au sein de l’institut des sciences de la Terre d’Orléans (ISTO, Université d’Orléans, France) pour mener à bien ses tâches incluant étude bibliographique, traitement et analyse des résultats, rédaction du rapport de stage et préparation à la soutenance. Un bureau et du matériel informatique seront mis à sa disposition. Les expériences microfluidiques seront réalisées sur la plateforme nanoµLab de l’ISTO. Les étapes de microfabrication seront réalisées en salle blanche au sein du groupe de recherche sur les milieux ionisés (GREMI, Université d’Orléans, France). La·le stagiaire pourra également être amené·e à se rendre au Fablab de l’université pour utiliser certains équipements.

Apports du stage

La·le candidat·e rejoindra une communauté de recherche dynamique, qui développe et utilise des techniques microfluidiques pour les géosciences. Le stage permettra à la candidate ou au candidat de contribuer au développement d’une approche métrologique innovante auprès d’expert·e·s du domaine. La·le candidat·e mobilisera et développera ses compétences et ses connaissances en écoulements lents en milieux confinés, en chimie minérale, en mesures physiques et en analyse d’images.Le stage s’inscrit dans un projet de recherche qui pourra donner lieu, à son issue, à une proposition de thèse financée sur trois ans. Cette poursuite en thèse sera envisagée en fonction du profil et des motivations du ou de la candidat·e.

Contexte et problématique :

Le stage s’inscrit dans un projet de recherche en géosciences en faveur de la transition écologique et de la gestion des risques. Le projet vise à développer le diagnostic environnemental des processus dynamiques et réactifs de la zone critique carbonatée soumise aux changements globaux. Ce projet s’appuie sur des investigations à l’échelle microscopique pour modéliser le transport réactif et les écoulements fluides dans les milieux poreux géologiques [1]. L’utilisation de la microfluidique permet de déployer des méthodes d’imagerie à haute résolution et de développer de nouveaux outils (ex. : épifluorescence, µRaman, résistivité électrique). Le stage se concentre sur le développement d’une puce intégrant des micro-électrodes pour cartographier la résistivité électrique dans un milieu poreux géologique réactif [2].

Méthodologie – déroulé du stage :

Le projet initiera le·la stagiaire à la microfabrication en salle blanche, à la microfluidique, aux techniques d’imagerie et à la tomographie de résistivité électrique. Le travail du·de la stagiaire permettra d’améliorer les étapes de microfabrication des électrodes, de tester le dispositif dans des capillaires et de réaliser des cartographies pour un milieu poreux géologique réactif de complexité croissante (grain seul, matrice de grains homogène, hétérogène).

Bibliographie succincte :

[1] Soulaine, C.; Roman, S. La microfluidique infiltre les géosciences. Pour la Science 2022, 535 (5), 50–58.

[2] Rembert, F.; Stolz, A.; Soulaine, C.; Roman, S. A Microfluidic Chip for Geoelectrical Monitoring of Critical Zone Processes. Lab Chip 2023, 23 (15), 3433–3442. https://doi.org/10.1039/D3LC00377A

Profil recherché :

La·le candidat·e dispose d’une forte appétence pour les travaux expérimentaux en laboratoire, notamment pour les expériences en flux et avec de la réactivité minérale. La·le candidat·e possède ou est volontaire pour développer de solides compétences en analyse d’images et en mesures géophysiques. La·le candidat·e est curieux·se et prêt·e à travailler à l’interface entre la microfluidique et les sciences de la Terre. La·le candidat·e dispose d’un niveau Master 2 ou équivalent dans un domaine pertinent avec le sujet : géosciences, mécanique des fluides, microfluidique, physique, chimie.