Description

Description de la problématique de recherche :

Contexte et enjeux
Au sein du laboratoire MATIM, nous effectuons des recherches fondamentales et orientées vers les applications liées aux aspects énergétiques et environnementaux dans différents domaines de recherche.
Le projet SURFMED s’inscrit dans un programme qui vise à développer des surfaces fonctionnalisées innovantes par méthodes Magneto-électrochimiques et d’investiguer leurs performances et leur tenue au vieillissement pour des applications d'électro et de magnéto mouillages. L'application finale visée est l'augmentation des transferts thermiques à l'échelle du millimètre.
La magnéto-électrochimie (axe de recherche du laboratoire MATIM) est utilisée dans ce projet pour concevoir des patterns super-hydrophobiques, notamment pour les études d'électro-mouillage, avec un bon contrôle de la permittivité à l’échelle micromètrique du dépôt.
Objectifs scientifiques
- Synthèse de couches structurées et compréhension des mécanismes de nucléation et de croissance sous l’effet des forces induites par les champs magnétiques. Caractérisation physico-chimique et électrochimique de ces dépôts;
- Modélisation des processus électrochimiques en tenant compte des flux magnétohydrodynamiques ;
- Détermination des relations procédé – structure – propriété par une approche multi-échelle et interdisciplinaire. Les propriétés spécifiques recherchées concerneront l’objectif visé, à savoir l’optimisation des régimes de refroidissement. ;
- Evaluation de la durabilité de ces couches dans les conditions opératoires et étude de leur résistance à la corrosion par les méthodes électrochimiques stationnaires et non stationnaires.


Méthodologie et techniques de mises en œuvre
Une première partie consistera à définir les paramètres nécessaires pour obtenir des morphologies de revêtement d'alliage bien structurées et analyser les réactions impliquées dans ce processus. Les paramètres tels que les compositions d'électrolyte, la température lors de l'électrodéposition, les densités de courant, le potentiel, les paramètres de dépôt en mode pulsé seront définis. Cette tâche comprendra l'étude des mécanismes de nucléation et de croissance par l'analyse de courbes électrochimiques et la modélisation de l'influence des forces MHD et µMHD.
Une deuxième partie comprendra la caractérisation morphologique et structurale par MEB et DRX des revêtements synthétisés et la rugosité sera déterminée.
Les propriétés de surface des revêtements d’alliage sont importantes pour déterminer la durabilité et le vieillissement d'un dépôt. Des mesures de potentiel zêta du revêtement d'alliages seront effectuées pour déterminer la charge de surface en fonction de divers paramètres de synthèse afin d'optimiser la mouillabilité. Les propriétés anti-corrosion des revêtements seront analysées dans un environnement similaire à leur utilisation finale prévue par des mesures du potentiel de corrosion, de spectroscopie d'impédance électrochimique et des analyses physiques.

Compétences requises

Profil et compétences recherchés : Niveau ingénieur et/ou master - Bon niveau de connaissances générales et scientifiques. Bon niveau de français et/ou d'anglais oral et écrit. Bonnes capacités d'analyse, de synthèse, d'innovation et de communication. Qualités d'adaptabilité et de créativité. Motivation pour l'activité de recherche. Pré-requis (compétences spécifiques pour cette thèse) : Bonnes connaissances en chimie en général et en physico-chimie du solide en particulier. Des connaissances en sciences des matériaux et en électrochimie seraient appréciées.

Mots clés

magnétoélectrochimie , ; champs magnétiques , structuration de surface , mouillage, durabilité, échange thermique