PHYSICO-CHIMIE DE L’INTERFACE VERRE/ETAIN : ROLE DU REDOX DANS LE RECYCLAGE DES VERRES PHOTOVOLTAÏQUES

Nous recherchons un(e) candidat(e) motivé(e) pour un doctorat dans le cadre du projet ANR GRISBI, qui s’attaque à un défi majeur de durabilité : le recyclage du verre photovoltaïque contenant de l’antimoine (Sb).

Contexte

Environ 90 % des verres issus de panneaux photovoltaïques en fin de vie contiennent de l’antimoine (Sb), ce qui empêche actuellement leur réutilisation dans l’industrie du verre plat. Ce doctorat vise à lever ce verrou en étudiant les interactions redox complexes à l’interface entre le verre fondu et l’étain liquide, au cœur du procédé industriel de flottage du verre.

La fabrication du verre plat repose en Europe sur le procédé industriel « Float », où la fonte verrière est coulée sur un bain d’étain liquide sous atmosphère contrôlée. Ce procédé met en jeu des phénomènes complexes d’oxydo-réduction à l’interface verre/métal, encore insuffisamment compris, mais déterminants pour la qualité finale du verre, le rendement du procédé et son efficacité énergétique.

Objectif du projet

L’objectif de la thèse consistera à mieux comprendre les mécanismes physico-chimiques à l’interface entre un verre sodo-calcique et le bain d’étain, afin d’identifier les paramètres clés qui gouvernent ces interactions. Les travaux porteront en particulier sur (i) l’étude de l’état redox des éléments multivalents, notamment le Sb, en fonction des conditions de synthèse et de la composition, et (ii) l’influence du bain d’étain sur la physico-chimie du verre à l’interface.

Les échantillons obtenus seront analysés le long des profils de diffusion afin de déterminer leur composition, leur état redox et leur microstructure. Cette caractérisation s’appuiera sur un ensemble de techniques de caractérisations avancées, incluant les spectroscopies UV-Visible, Raman, XANES/EXAFS, la résonance paramagnétique électronique (RPE) ainsi que la microscopie électronique.

Missions principales

Vous étudierez le comportement des éléments multivalents — en particulier l’antimoine — dans différentes conditions expérimentales et leurs interactions avec l’étain fondu. L’objectif est d’identifier les paramètres clés contrôlant ces réactions afin de permettre des voies de recyclage du verre plus efficaces et durables.

• Étudier le comportement redox de Sb et d’autres éléments multivalents
• Analyser les interactions verre/étain via des expériences de diffusion
• Utiliser des techniques avancées (Raman, UV-Vis, XANES/EXAFS, EPR, microscopie)

Profil recherché
Master / diplôme d’ingénieur en physique, chimie ou science des matériaux, avec de solides bases en thermodynamique et un intérêt pour le travail expérimental.

Date de début : Octobre 2026
Durée : 3 ans
Date limite de candidature : 30 Juin 2026

Localisation

• IMPMC – 4 Place Jussieu – 75005 PARIS
• Saint-Gobain Recherche / SVI – 41 Quai Lucien Faure 93300 AUBERVILLIERS

Le laboratoire Surface du Verre et Interface (SVI) est une unité mixte de recherche CNRS – Saint-Gobain (UMR 125) qui mène des projets de recherche fondamentale généralement liés aux produits et procédés verriers. L’équipe « Glass, surface and thin films », et plus particulièrement Ekaterina Burov, est spécialisée dans l’étude des processus (mobilité des atomes entre-autres) et des interactions physico-chimiques se produisant aux interfaces entre un verre et une couche mince fonctionnalisée. Pour ce faire, SVI a développé un savoir-faire de caractérisation poussée, basé sur des outils sophistiqués tels que le XANES/EXAFS ou le SIMS.

L'équipe "Physique des Amorphes, Liquides et Minéraux" s'intéresse aux propriétés structurales des verres et liquides fondus, aux relations structure-propriétés dans ces matériaux, ainsi qu'à l'environnement des éléments de transition dans les verres. L’équipe possède de plus des outils de caractérisation en température in situ qui seront utiles à l’étude de l’évolution de l’état rédox de l’antimoine en fonction du temps et de la température.

Master 2 / diplôme d’ingénieur en physique, chimie ou science des matériaux, avec de bonnes bases en spectroscopie et un intérêt pour le travail expérimental.