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Offres de Thèses 2019-2022

Publié le 15 mai 2019

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Propositions de post-doctorat au Liten

Etude par microscopie in situ des mécanismes mis en jeu lors du recyclage de matériaux d’électrode pour batterie Li-ion

  • Domaine de recherche :
Le LITEN (Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies nouvelles et les Nanomatériaux) est un acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation. En réponse aux enjeux sociétaux de réduction de notre dépendance aux énergies fossiles et de limitation des émissions de gaz à effet de serre, il oeuvre dans trois grands domaines : énergies renouvelables et stockage, efficacité énergétique & limitation de CO2, synthèse et mise en oeuvre des matériaux.
  • Résumé du sujet :
Ce travail de thèse porte sur la caractérisation des mécanismes mis en jeu dans les matériaux utilisés comme électrode de batterie lithium-ion lors de leur traitement par procédé hydro-métallurgique. En effet, de tels procédés sont utilisés lors du recyclage de ces matériaux et il est nécessaire de bien comprendre les différents processus physico-chimiques se produisant afin d’optimiser les procédés de recyclage.

L’enjeu de cette thèse est donc de caractériser les évolutions chimiques, morphologiques et structurales des matériaux au cours de leur traitement dans le but d’établir les mécanismes réactionnels mis en jeu lors des différentes phases du traitement. La microscopie électronique est une technique de caractérisation permettant de corréler ces différents types d’évolution et nous avons déjà montré l’apport de cette technique à la compréhension des mécanismes mis en jeux. Aujourd’hui nous souhaitons développer les caractérisations in situ de ces phénomènes de façon à observer en continu l’évolution des matériaux lors de leur traitement. De telles caractérisations nous serviront à établir les équations bilan au cours des différentes réactions et nous permettront d’optimiser les procédés de recyclage en ajustant précisément les quantités des réactifs nécessaires. Nous possédons un porte objet nous permettant d’observer dans le microscope des matériaux en milieu liquide.

Conception, développement et évaluation de dispositifs intégrés de détection et de quantification de particules ultrafines dans l'air

  • Domaine de recherche :
La mesure de la qualité de l’air est un enjeu sociétal qui conduit à de fortes attentes de la part de la population. Peu de solutions ergonomiques et fiables permettent le suivi de l’exposition particulaire sur une large gamme de taille. De nombreux capteurs optiques existent mais répondent aux particules de taille supérieure à 300 nm en fournissant des équivalents en concentration massique (PM10 et PM2.5). Ainsi les outils performants, bas coût et couvrant toute la large gamme des aérosols inhalables font défaut aujourd’hui. Ceci est révélateur d’un fort potentiel de valorisation.
  • Résumé du sujet :
Nous nous proposons donc de développer des microcapteurs de particules offrant une sélection granulométrique sur la gamme 5-300 nm qui permettraient également de déterminer la composition chimique des particules collectées. Cette thèse a ainsi pour objectif de développer et d’évaluer, théoriquement et expérimentalement, les performances d'un dispositif intégré de détection et de quantification de particules basé sur le principe de charge par diffusion d’ions. Les phénomènes de charge et de pertes éventuelles des particules feront l’objet d’une étude particulière. Le dispositif visé permettra de trier les particules selon leur mobilité électrique, de les déposer sélectivement sur un substrat selon des anneaux concentriques et de les quantifier en temps réel à l’aide d’électromètres et d’un algorithme de traitement du signal adapté. Différentes métriques d’intérêt seront explorées telle que la concentration exprimée en nombre, en masse et en LDSA (lung-deposited surface area concentration). Nous proposons, en outre, le développement et l’évaluation sur le terrain d’un système simplifié permettant de suivre plusieurs canaux d’intérêt (5-20nm ; 20-100 nm ; 100-300 nm) afin de proposer une solution capable d’identifier des sources de particules ultrafines en temps réel (application à la pollution urbaine).