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CIFRE : Conception d’un module automatique utilisant la fluidique et la micro-détection RMN pour un suivi en temps réel de réactions chimiques.

ABG-93166 Sujet de Thèse
04/08/2020 Salaire à négocier
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Cortecnet
Saclay - Ile-de-France - France
CIFRE : Conception d’un module automatique utilisant la fluidique et la micro-détection RMN pour un suivi en temps réel de réactions chimiques.
  • Matériaux
  • Chimie
  • Electronique
micro-fluidique; impression 3D; micro détection; RMN; Matériaux; Chimie

Description du sujet

Contexte et sujet de la thèse 

Cette thèse se situe dans la continuité de travaux engagés par le LSDRM (CEA) depuis plusieurs années. Deux versions de réacteurs microfluidiques disposant d’une microbobine de type solénoïde réalisées en polymère ont déjà été conçus en impression 3D, ont donné lieu à deux brevets, et ont permis de démontrer qu’il était possible de suivre des réactions chimiques en temps réel grâce à la RMN. Les possibilités ouvertes par ces deux preuves de concept doivent désormais être mises à profit par la conception d’un prototype fiable et industrialisable bénéficiant de l’expertise acquise au cours des 5 dernières années.

Dans l’optique de mettre au point des systèmes en verre et en céramique compatibles avec les contraintes posées par la RMN, cette thèse CIFRE a pour objet le développement d’un réacteur micro fluidique (avec son module de synthèse associé) plus robuste, plus fiable et plus homogène en utilisant les toutes dernières innovations en impression 3D. Cela permettra de faire rentrer la RMN au cœur des processus chimiques et industriels en optimisant le suivi de synthèse des molécules organiques. Ce projet collaboratif permettra de transformer en profondeur certains modes opératoires industriels et déboucher sur la commercialisation d’un ensemble de dispositifs innovants et brevetés.

Le design des réacteurs permettra de répondre au mieux aux contraintes inhérentes au suivi des synthèses chimiques dans un spectromètre RMN (type de matériaux, résistance aux solvants, résistance à la pression et à la température, transparence, facilité d’entretien, intégration pour une bobine, volume de mesure, nombre d’entrées et nombre de sorties, etc.)

Cette thèse CIFRE vous permettra d’acquérir de nouvelles compétences techniques indispensables à la prise en charge de la conception des réacteurs sur logiciel de CAO, leur réalisation par impression 3D et traitements thermiques, leur caractérisation mécanique et chimique et leur test en conditions réelles dans un spectromètre RMN. En cas de succès sur tous ces aspects, la formulation d’encres pour l’impression 3D et l’intégration des réacteurs au sein d’un système automatisé plus conséquent pourront aussi faire partie du projet.

Vous intégrerez une équipe composée de chercheurs de CortecNet et du LSDRM qui complètera votre projet :

  • Electroniciens en charge de la fabrication de microbobines.
  • Spécialistes RMN pour les calculs et la simulation de la performance des réacteurs conçus
  • Chimistes pour la mise au point des synthèses et de leurs suivis par RMN

 

La recherche et le développement d’un réacteur – injecteur – détecteur compact dans le champ du spectromètre RMN constitue le verrou technologique de ce projet.

Un laboratoire commun financé par l’Agence Nationale de la Recherche a vu le jour en Février 2018, afin de développer un tel module de synthèse automatique permettant l'observation in situ de réactions chimiques au sein d'un spectromètre RMN.

Dans ce cadre, la thèse CIFRE sera composée de 2 parties distinctes mais complémentaires :

  • La première sera dévolue à la mise au point de nouveaux prototypes d’inserts imprimés en 3D pour le suivi de synthèses chimiques. Il s’agira d’optimiser les différents types de matériaux (verre, céramique) et les techniques d’impression 3D associées, qui permettront de fabriquer des inserts résistants aux solvants et fortes variations de température et de pression rencontrés lors de réactions chimiques. Vous participerez à l’optimisation de la partie détection de l’insert (microbobines) pour atteindre l’homogénéité requise pour des mesures RMN de qualité.
  • La deuxième sera dévolue à la conception et au prototypage d’un module complet de synthèses (ballons, pousseseringues, valves, complètement automatisé et relié à ces inserts) et analyses RMN associées. Ce nouvel outil permettra aux industriels d’automatiser leurs essais de conditions de synthèses avec un minimum d’intervention humaine.

 

 

Prise de fonction :

02/11/2020

Nature du financement

Cifre

Précisions sur le financement

Présentation établissement et labo d'accueil

Cortecnet

A propos de CortecNet

Créée en 1995 et localisée sur le plateau de Saclay, CortecNet est une PME française qui conçoit et développe une large variété de molécules marquées aux isotopes stables. Le champ des applications associées à ces molécules est extrêmement varié et l’expertise nécessaire pour la fabrication de ces molécules requière des compétences multiples en chimie industrielle, en chimie analytique, en chimie fine et médicinale, et en biotechnologie.

Tout au long de ces 25 dernières années CortecNet a construit son modèle économique et son succès en devenant un spécialiste reconnu à la fois de la technique RMN et de la fabrication de molécules marquées aux isotopes stables. Cette particularité associée au dynamisme et à la réactivité propres aux sociétés de petites tailles, différencie CortecNet des leaders actuels appartenant tous à de grands groupes industriels. CortecNet a fait le choix d’une approche de spécialisation, c’est à dire d’adresser des marchés de niche en se dotant depuis 2015 d’une équipe d’experts, tous docteurs en sciences, internationalement reconnus en chimie, en biologie, en ingénierie et en RMN, et en nouant de nombreux partenariats scientifiques avec des organismes de recherches publiques tels que le CEA et l’Institut Pasteur. Cette stratégie portée sur l’innovation permet ainsi à CortecNet d’être la seule société à proposer actuellement une gamme unique de produits et de services auprès de ses clients RMN académiques et industriels.

 

A propos du Laboratoire Structure & Dynamique par Résonance Magnétique

Le Laboratoire Structure & Dynamique par Résonance Magnétique (LSDRM) développe depuis plus de dix ans des solutions instrumentales et méthodologiques innovantes pour l'amélioration de l'outil RMN et le développement de ses applications.

Intitulé du doctorat

Doctorat de Chimie-Physique

Pays d'obtention du doctorat

France

Etablissement délivrant le doctorat

Université Paris Saclay

Ecole doctorale

Interfaces

Profil du candidat

Profil et compétences recherchées

 

Le (la) candidat(e) idéal(e) est diplômé(e) d’une école d’ingénieur spécialisée en Physique ou en Chimie Physique, possède une expérience en formulation et caractérisation de matériaux ou en mise au point de systèmes de mesure, et est passionné par les nouvelles technologies. Il (elle) prendra place au sein d’une équipe scientifique multidisciplinaire mêlant génie chimique, fabrication additive, automatisme, études/développement de méthodes spectroscopiques par RMN.

 

Date limite de candidature

31/10/2020
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