Développement de Composites Métalliques Nanoporeux pour la Conversion du Dioxyde de Carbone

La réduction électrochimique du CO₂ constitue une voie particulièrement prometteuse pour la production de molécules d’intérêt chimique à partir d’électricité renouvelable. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif de développer de nouveaux matériaux catalytiques nanostructurés, élaborés par désalliage contrôlé puis modifiés par électrodéposition interne. Cette approche permettra de créer des architectures bimétalliques originales et finement ajustées, optimisées pour la conversion du CO₂.

L’étude reposera sur un ensemble de techniques de caractérisation avancées, notamment la sonde atomique tomographique et la microscopie électronique en transmission, afin d’examiner la structure et la composition chimique des matériaux à l’échelle atomique.

L’objectif global du projet est d’établir des corrélations solides entre l’architecture, la composition et l’activité catalytique, en vue d’identifier des matériaux hautement performants pour la conversion électrochimique du CO₂ dans un contexte de transition énergétique durable.

Le Groupe de Physique des Matériaux (GPM) regroupe environ 140 personnels répartis au sein de cinq départements scientifiques. Le projet de thèse s’inscrit dans les thématiques du département Ouvertures Thématiques et Innovations, sous la direction du Dr. Ayman El-Zoka, dont les activités de recherche, résolument pluridisciplinaires, se situent à l’interface de la physique, de la chimie et de la biologie.

Les travaux de ce département s’appuient sur des approches expérimentales innovantes, rendues possibles par la plateforme technologique « GPM-microscopies ». Au-delà des défis liés à l’élaboration de nouveaux matériaux, l’optimisation de leur nanostructure — et donc de leurs propriétés — nécessite la mise en œuvre de techniques de microscopie analytique tridimensionnelle offrant une résolution à l’échelle atomique. Ce second défi peut être relevé grâce à la sonde atomique tomographique, qui constitue l’un des outils centraux du projet de thèse proposé. Les données expérimentales obtenues permettront de mieux comprendre les mécanismes gouvernant la formation des nanostructures poreuses, et plus particulièrement l’évolution de leur chimie de surface au cours des étapes d’électrodéposition.

Le doctorant ou la doctorante sera inscrit(e) à l’École Doctorale ED 591 : Physique, Sciences de l’Ingénieur, Matériaux, Énergie (PSIME), qui fédère un large ensemble de laboratoires couvrant un spectre étendu de thématiques en physique, sciences de l’ingénieur, science des matériaux et énergie. L’ED 591 offre un environnement scientifique de grande qualité, un programme de formations structuré ainsi qu’un accompagnement fort pour les projets interdisciplinaires. Cette affiliation permettra au doctorant ou à la doctorante de bénéficier d’un écosystème riche en expertises, en séminaires et en modules de formation, favorisant à la fois l’excellence scientifique et le développement professionnel tout au long de la thèse.

Un Master 2 dans l’un des domaines suivants est souhaité : physique, science des matériaux ou chimie.
Une connaissance en microscopie et/ou en électrochimie est également appréciée, ainsi qu’une expérience pratique en laboratoire.

Le montant indicatif de la rémunération est d’environ 2200 € brut mensuel, susceptible de varier selon les grilles en vigueur et sous réserve de validation ZRR.