Offres de Thèses

Rôle de l'hydrogène sur le gonflement sous irradiation des aciers austénitiques inoxydables : microstructure et micromécanique.

Description : Le gonflement sous irradiation se traduit par une augmentation macroscopique du volume attribuée à la formation et la croissance de cavités pouvant contenir de l'hélium et de l'hydrogène. Le gonflement affecte la limite d'élasticité des matériaux concernés, du fait des interactions entre dislocations et cavités. Des niveaux de gonflement supérieurs à 5 % peuvent conduire à une rupture quasi-fragile de matériaux tels que aciers inoxydables austénitiques [1]. Les structures internes des réacteurs à eau pressurisée (REP) étant constitués de tels aciers, le gonflement est un phénomène de dégradation potentiellement limitant pour la durée de vie du parc de français. Il est donc important de bien comprendre les mécanismes et cinétiques impliqués. La communauté scientifique s'est surtout attachée à comprendre le rôle de l'He sur le gonflement, mais il semble que l'He et l'H aient un effet synergique [2], sans que les mécanismes sous-jacents ne soient bien identifiés, notamment en raison du manque de données disponibles dans la littérature. Par conséquent, le rôle de l'H sur le gonflement des internes de REP doit être isolé. C'est là le principal objectif de cette thèse. Pour ce faire, des irradiations aux ions double et triple faisceaux à différentes doses seront effectuées pour reproduire les microstructures obtenues en REP. La sonde atomique tomographique (SAT) et la microscopie électronique en transmission (MET) seront utilisées, en parallèle et de manière corrélative, pour caractériser quantitativement les cavités. Les forces d'obstacles des cavités seront mesurées au moyen d'essais de traction in situ (TIS) dans un MET et reliées au durcissement mesuré par compression de micro-piliers (CMP).

La thèse se déroulera au GPM (Groupe de Physique des Matériaux, UMR CNRS 6634). Le GPM est un laboratoire de l'Université de Rouen Normandie. Il compte environ 150 personnes. Il est organisé en cinq départements et mène des recherches sur les matériaux à l'échelle atomique, en mettant l'accent sur les relations entre structures et propriétés. Le laboratoire est pionnier dans le développement de la sonde atomique tomographique et utilise des approches expérimentales et de modélisation. Les domaines de recherche incluent l'instrumentation scientifique, les alliages métalliques, les semi-conducteurs, les matériaux fonctionnels, les polymères, les matériaux composites et les nanomatériaux. La personne recrutée sera rattachée au département Métallurgie Microstructures Mécanique, au sein de l'équipe de recherche des Matériaux du Nucléaire. Les travaux expérimentaux seront menés principalement au sein de la plateforme expérimentale dédiée à l’étude des matériaux irradiés GENESIS. Le ou la doctorant(e) recruté(e) collaborera avec des chercheurs de l’Institut Pprime (Poitiers) et le laboratoire Crismat (Caen).

Missions :

Le ou la doctorant(e) assistera aux irradiations, procèdera à la préparation des échantillons (polissage, faisceau d’ions focalisés FIB), des caractérisations structurales (MEB, SAT et MET) et des essais micromécaniques (CMP, TIS). Il/elle procèdera au traitement des données générées, à leur interprétation et leur confrontation à la littérature. Il/elle disséminera ses résultats en participant à des congrès nationaux/internationaux et en publiant des articles de revues scientifiques. Il/elle suivra également un programme de formations proposées par l’école doctorale PSIME, le CNRS ou d’autres écoles thématiques. Il sera possible de réaliser jusqu’à 64h de mission enseignement par an en 2ème et 3ème annéede thèse et de participer à des évènements de vulgarisation scientifique comme la Fête de la Science, Ma thèse en 180 secondes …

Profil recherché :

Un bagage théorique est attendu en Physique du Solide, Mécanique et en Métallurgie. Des notions dans une ou plusieurs des techniques expérimentales utilisées pour la thèse seront appréciées. Il/elle devra avoir une bonne aptitude pour mener des travaux expérimentaux.

Contacts : Solène Rouland (porteuse du projet et co-encadrante) solene.rouland@univ-rouen.fr ;

Bertrand Radiguet (directeur de thèse) bertrand.radiguet@univ-rouen.fr

Candidature :

Les candidat(e)s intéressé(e)s devront envoyer les pièces suivantes :

• CV détaillé avec parcours académique.

• Lettre de motivation

• Relevés de notes et classement du Master 1 et Master 2.

Date limite de candidature : 27 juin 2025

Contexte :

Les matériaux magnétiques à base d’oxydes, insensibles à la corrosion parce que chimiquement stables, occupent une place centrale dans le domaine des technologies liées à la conversion, au stockage et à la transformation de l’énergie. Dans un contexte sociétal où le développement d’énergies propres et renouvelables est primordial, ces matériaux peuvent contribuer à la transition énergétique. De ce point de vue, l’optimisation de leurs performances est possible par le contrôle de leur composition chimique, qui détermine leurs propriétés magnétiques.

Objectifs :

Ce projet de thèse a pour objectif d’utiliser les moyens d’analyse et de caractérisation spécifiques au Groupe de Physique des Matériaux, en particulier la spectrométrie Mössbauer, pour caractériser à l’échelle atomique les propriétés magnétiques d’oxydes NiMn2O4 de type spinelles, substitués au fer. La compréhension des relations entre composition chimique et propriétés magnétiques à l’échelle atomique, au-delà des progrès qu’elle permettra de réaliser dans les connaissances scientifiques des matériaux étudiés, rendra possible avec une extrême précision la définition des matériaux les plus adaptés à la transition énergétique.

Principales missions :

Le ou la doctorant(e) procèdera à la mise en oeuvre des caractérisations structurales, des mesures magnétiques et des expériences de spectrométrie Mössbauer à différentes températures et différents champs magnétiques appliqués, ainsi qu’à l’analyse des données physiques.

Mots Clés : oxydes magnétiques, spectroscopie Mössbauer, ordre magnétique local.

Profil recherché : Physicien(ne) ou physico-chimiste avec des connaissances théoriques en Physique du Solide et en magnétisme. Il/elle devra avoir une bonne aptitude pour mener des travaux expérimentaux.

Lieu : Laboratoire GPM (Rouen)

Début de la thèse : octobre 2025 Date limite de candidature : 6 juin 2025

Les candidats doivent contacter J. Juraszek (jean.juraszek@univ-rouen.fr) et J.M. Le Breton (jean-marie.lebreton@univ-rouen.fr), qui assureront la direction et la codirection de la thèse, pour plus de détails.

La Sonde Atomique Tomographique (SAT), technique phare du laboratoire permet de reconstruire la distribution chimique d’un nano-objet en 3D, avec une résolution spatiale proche de l’échelle atomique, grâce à l’évaporation ionique par effet de champ. Dans les SAT assistées par laser, couramment utilisées dans les études de métaux, isolants et semiconducteurs, l’évaporation est déclenchée par une impulsion laser ultrarapide dans le domaine du proche ultraviolet (UV)[1-2]. L’énergie des impulsions UV est absorbée par l’échantillons et son échauffement dégrade les performances de l’instrument en termes de résolution spatiale et chimique.

Des progrès remarquables ont été fait en utilisant de sources dans le domaine Terahertz (THz) qui ont permis l'analyse de matériaux métalliques mais aussi des céramiques et des oxydes [3-6]. De plus, il a été montré que le processus d’émission assisté par les impulsions THz minimise les effets d’échauffement. Lors de l’utilisation des impulsion THz monocycle, un rôle important est joué par leur polarité (or signe) et leur spectre. Avec des impulsions positives, les effets thermiques sont réduits dans le cas des métaux mais ils sont bien visibles pour les matériaux à bande interdite. Par contre, tous les matériaux peuvent être analysés avec des impulsion THz négatives et les performances sont similaires à celles des lasers UV ou dégradées, dépendant du spectre de l’impulsion THz utilisée.

Dans ce cadre, une thèse de doctorat est proposée afin d’étudier les processus d’évaporation mis en jeu lors de l’utilisation des impulsions THz en fonction de leur polarité et de leur spectre. A cette fin, il faudra :

• Analyser des matériaux avec différentes bandes interdites en SAT-THz, en variant la polarité et le spectre de l’impulsion.
• Développer le banc de génération afin de contrôler spectralement l’impulsion THz générée.
• Coupler les résultats des analyses aux simulations numériques des trajectoires des ions et des électrons émis par l’impulsion THz.

Contact :
Les candidats intéressés devront envoyer les pièces suivantes :

• CV détaillé avec parcours académique.
• Lettre de motivation
• Relevés de notes et classement du Master 1 et Master 2. 

Contact : angela.vella@univ-rouen.fr

Les dents sont particulièrement fascinantes en raison de leurs propriétés remarquables et de leur rôle essentiel dans la mastication. Alors que la majorité des recherches en odontologie porte essentiellement sur les dents humaines ou celles des mammifères, la diversité des tissus dentaires chez les animaux offre des perspectives précieuses pour les biomatériaux, la biominéralisation et les conceptions bio-inspirées.
Ce projet s'intéresse spécifiquement aux dents des poissons, dont les couronnes sont composées d'émailoïde, un matériau distinct de l'émail humain tant sur le plan chimique que structurel, mais remarquable pour ses propriétés mécaniques. Certaines espèces de poissons présentent par ailleurs une particularité avec une pigmentation unique, allant du rouge et de l'orange au vert et au bleu, qui reste largement inexplorée, tant sur le plan fonctionnel que structurel.
Pour étudier ces tissus à très fine échelle, le projet vise à faire progresser l'application de la tomographie par sonde atomique (SAT), une technique de pointe capable de cartographier la composition chimique en 3D avec une résolution proche de l’échelle atomique. Il sera également examiné les propriétés mécaniques des dents de poissons à différents niveaux hiérarchiques, en intégrant des méthodes innovantes de tests « in situ » dans des conditions spécifiques. Ce travail offrira de nouvelles perspectives sur la formation des dents, les processus de biominéralisation et des applications innovantes en odontologie ainsi que dans la conception d’implants bio-inspirés

Contact :
Les candidats intéressés devront envoyer les pièces suivantes :

• CV détaillé avec parcours académique.
• Lettre de motivation
• Relevés de notes et classement du Master 1 et Master 2. 

Contacts : Phillipe Pareige philippe.pareige@univ-rouen.fr et Maïtena Dumont maitena.dumont@univ-rouen.fr

Description du projet

Le développement de nouvelles diodes électroluminescentes (DEL) à base de matériaux innovants répond à des enjeux technologiques, économiques et environnementaux majeurs. Les DEL actuelles, bien qu'efficaces, présentent des limites liées à l'utilisation de matériaux coûteux, parfois rares, dont l'extraction peut avoir un impact environnemental significatif. Par ailleurs, l’optimisation des performances des DEL, notamment en termes de rendement énergétique, de stabilité thermique, de durabilité et de rendu des couleurs, nécessite une exploration continue de nouveaux matériaux.

Les nanomatériaux offrent des propriétés optiques et électroniques uniques, telles qu'une luminescence ajustable, un haut rendement quantique et une capacité à couvrir un large spectre de couleurs. Ces caractéristiques permettent de répondre à des besoins croissants dans des domaines tels que l’éclairage à haute efficacité, les écrans haute résolution et les technologies portables. En outre, le développement de matériaux non toxiques et facilement recyclables s’inscrit dans une démarche de durabilité essentielle face aux enjeux environnementaux actuels. L’intégration de ces nouveaux matériaux dans les DEL promet ainsi d’améliorer leurs performances tout en réduisant leur impact écologique, contribuant à une transition vers des technologies plus respectueuses de l’environnement.

Problématique

Ce projet de thèse vise à poursuivre les travaux engagés sur l’émission de lumière blanche des complexes de vanadates de strontium pour le développement de nouvelles DEL, dans le cadre du projet ANR LEDVAN actuellement en cours entre le GPM de Rouen, le CIMAP et le CRISMAT de Caen. Des travaux récents menés entre ces partenaires ont mis en évidence des propriétés particulièrement intéressantes de ces matériaux (croissance cristalline compatible CMOS, propriétés optiques et électriques, propriétés d’oxydes transparents et conducteurs) pour de tels développements.

Cependant, très peu d’études ont été réalisées sur ces matériaux, et il n’existe à ce jour aucune littérature décrivant convenablement les observations expérimentales, en particulier sur le mécanisme de croissance. Nos travaux récents ont révélé une forte disparité dans les nanostructures observées après élaboration, en fonction de l’épaisseur initiale de la couche mince : allant de la présence d’îlots nanométriques à des films homogènes, en passant par des agglomérats de grains. La luminescence associée est partiellement corrélée à la nanostructure obtenue. Il est donc essentiel de comprendre l’influence des paramètres d’élaboration (épaisseur, recuit, etc.) afin d’optimiser la luminescence (couleur et intensité).

Profil recherché :

Le candidat devra être titulaire d’un diplôme de master en Physique, Sciences des matériaux ou Nanosciences. Le candidat devra justifier de connaissance en sciences des matériaux et en physique du solide, et d’un intérêt particulier pour l’expérimentation. Des connaissances sur les propriétés optiques des matériaux semi-conducteurs et/ou oxydes seront fortement appréciées.

Contact :

Les candidats intéressés devront envoyer les pièces suivantes :

• CV détaillé
• Lettre de motivation
• Relevés de notes de la Licence 3, Master 1 et Master 2.

Etienne Talbot – etienne.talbot@univ-rouen.fr, 02.32.95.51.32

Sujet de la thèse : La fragilisation par l’hydrogène, qui se traduit par une dégradation des propriétés mécaniques ou une défaillance prématurée des matériaux, a été largement étudiée au cours des dernières décennies. En particulier, elle est considérée comme l’un des mécanismes les plus dévastateurs dans les aciers et alliages ferreux à ultra-haute résistance. En général, à mesure que la résistance de l’acier augmente, sa susceptibilité à la fragilisation par l’hydrogène augmente également. Les aciers à haute résistance, tels que les aciers trempés et revenus ou durcis par précipitation, y sont particulièrement vulnérables. De nombreux mécanismes ont été proposés pour d'écrire les différents processus de fragilisation par l’hydrogène, qui demeure malgré cela l’un des défis majeurs non résolus en métallurgie physique.

Compétences souhaitées :
1. Le candidat ou la candidate disposera d’un profil modélisation numérique-physique de la matière condensée ou des matériaux.
2. Des connaissances solides dans au moins un des domaines suivants sont indispensables : physique de la matière condensée, science des matériaux, thermodynamique.
3. Le candidat ou la candidate devra disposer de bases solides en physique numérique.
4. Des comp étences dans au moins un des langages informatiques suivants sont indispensables : Fortran, Python,C, C++.
Informations pratiques : la thèse sera effectuée au Groupe de Physique des Matériaux (GPM, UMR 6634, Université de Rouen-Normandie), sous la direction de Helena Zapolsky (Professeur) et l’encadrement de Gilles Demange (Maître de Conférences), à compter du 01/09/2025.
Contacts : gilles.demange@univ-rouen.fr, helena.zapolsky@univ-rouen.fr

L'objectif de cette thèse est d'étudier les phénomènes de pièges dans les dernières générations de transistors à haute mobilité électronique (HEMT) à base de nitrure de gallium (GaN).
Différentes méthodes de caractérisation du comportement des pièges dans les HEMTs GaN existent, telles que la spectroscopie transitoire des niveaux profonds (DLTS: Deep Level Transient Spectroscopy : capacité, courant pour respectivement C-DLTS et I-DLTS), A-DCTS (Athermal Direct Current Transient Spectroscopy), DLOS (Deep Level Optical Spectroscopy), les mesures transitoires Gate-Lag (GL) et Drain-Lag (DL), l’étude de la dispersion en fréquence de la transconductance, les mesures des paramètres S ou la mesure du bruit basse fréquence. Les gammes temporelles et thermiques explorées par ces techniques sont parfois différentes et soulignent la complémentarité de ces techniques.

Le (la) candidat(e) doit avoir une formation solide dans le domaine de l’électronique, avec des connaissances sur les transistors de puissance RF. Des connaissances dans le domaine des matériaux (semiconducteurs, physique du solide) ainsi que dans la simulation physique seront appréciées.

Contacts : Pascal Dherbécourt, 02 32 95 51 57. Niemat Moultif, 02 32 95 50 78.
Les candidats intéressés devront envoyer une lettre de motivation et leur CV à : pascal.dherbecourt@univ-rouen.fr ; niemat.moultif0@univ-rouen.fr; mohamed.masmoudi@univ-rouen.fr .