Description du sujet de thèse
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Modèle de microémulsion : Vers la prédiction des procédés d'extraction liquide-liquide
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Cette thèse de modélisation multi-échelle vise à développer des approches théoriques et des outils numériques innovants pour prédire les procédés d'extraction des métaux stratégiques, indispensables à la transition énergétique. Parmi les méthodes existantes, l'extraction liquide-liquide est un procédé clé, mais ses mécanismes sous-jacents restent encore mal compris. Pour répondre à ces enjeux, les phases solvants seront représentées par des microémulsions, grâce à une synergie d'approches de modélisation mésoscopiques et moléculaires.
Le volet mésoscopique reposera sur le développement d'un code basé sur la théorie des microémulsions utilisant une base d'ondelettes aléatoires. Ce code permettra de caractériser les propriétés structurales et thermodynamiques des solutions. L'approche moléculaire s'appuiera sur des simulations de dynamique moléculaire classique pour évaluer les propriétés de courbure des extractants nécessaires au passage entre les deux échelles.
Le nouveau code de calcul performant intégrera potentiellement des techniques d'intelligence artificielle pour accélérer la minimisation de l'énergie libre du système, tout en prenant en compte l'ensemble des espèces chimiques présentes avec un minimum de paramètres. Cela ouvrira la voie à de nouvelles pistes de recherche, notamment à travers la prédiction de la spéciation et le calcul des instabilités thermodynamiques dans les diagrammes de phase ternaires, permettant ainsi d'identifier des conditions expérimentales encore inexplorées.
Cette thèse, menée au Laboratoire de Modélisation Mésoscopique et Chimie Théorique à l'Institut de Chimie Séparative de Marcoule, aura des applications dans le domaine du recyclage, mais également dans le domaine des nanosciences, élargissant ainsi l'impact de ces travaux.
Le/La doctorant(e), de formation initiale en chimie-physique, chimie théorique ou physique, et ayant un fort intérêt pour la programmation, sera encouragé(e) à valoriser ses résultats scientifiques par des publications et des communications lors de conférences nationales et internationales. A l'issue de la thèse, le/la candidat(e) aura acquis un large éventail de compétences en chimie théorique, modélisation, calcul numérique et chimie-physique, lui offrant de nombreuses opportunités professionnelles, tant en recherche académique qu'en R&D industrielle.
Université / école doctorale
Sciences Chimiques Balard (EDSCB)
Montpellier
Localisation du sujet de thèse
Site
Marcoule
Critères candidat
Formation recommandée
Candidat(e) motivé(e) titulaire d'un master 2 ou d'un diplôme d'ingénieur en chimie-physique, chimie théorique ou physique. Intérêt pour la programmation (Python, Fortran) et compétences en communication écrite/orale. Autonomie et esprit d'équipe requis
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
Duvail Magali < correo electrónico eliminado por razones de seguridad >
CEA
DRF/ICSM//ICSM
Laboratoire Modélisation Mésoscopique et Chimie Théorique (LMCT)
Institut de Chimie Séparative de Marcoule ICSM
UMR 5257 CEA / CNRS / Université de Montpellier / ENSCM
Centre de Marcoule - Bât. 426 BP 17171
30207 Bagnols sur Cèze Cedex
04 66 79 57 21
Tuteur / Responsable de thèse
DUFRECHE Jean-François < correo electrónico eliminado por razones de seguridad >
Université Montpellier
ICSM - Laboratoire Modélisation Mésoscopique et Chimie Théorique
Institut de Chimie Séparative de Marcoule
Site de Marcoule - Bât. 426
BP 17171
30207 Bagnols sur Cèze
04-66-79-66-28
En savoir plus
https://www.icsm.fr/duvail_fr.html
https://www.icsm.fr/lmct.html
https://www.icsm.fr
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Modèle de microémulsion : Vers la prédiction des procédés d'extraction liquide-liquide
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Cette thèse de modélisation multi-échelle vise à développer des approches théoriques et des outils numériques innovants pour prédire les procédés d'extraction des métaux stratégiques, indispensables à la transition énergétique. Parmi les méthodes existantes, l'extraction liquide-liquide est un procédé clé, mais ses mécanismes sous-jacents restent encore mal compris. Pour répondre à ces enjeux, les phases solvants seront représentées par des microémulsions, grâce à une synergie d'approches de modélisation mésoscopiques et moléculaires.
Le volet mésoscopique reposera sur le développement d'un code basé sur la théorie des microémulsions utilisant une base d'ondelettes aléatoires. Ce code permettra de caractériser les propriétés structurales et thermodynamiques des solutions. L'approche moléculaire s'appuiera sur des simulations de dynamique moléculaire classique pour évaluer les propriétés de courbure des extractants nécessaires au passage entre les deux échelles.
Le nouveau code de calcul performant intégrera potentiellement des techniques d'intelligence artificielle pour accélérer la minimisation de l'énergie libre du système, tout en prenant en compte l'ensemble des espèces chimiques présentes avec un minimum de paramètres. Cela ouvrira la voie à de nouvelles pistes de recherche, notamment à travers la prédiction de la spéciation et le calcul des instabilités thermodynamiques dans les diagrammes de phase ternaires, permettant ainsi d'identifier des conditions expérimentales encore inexplorées.
Cette thèse, menée au Laboratoire de Modélisation Mésoscopique et Chimie Théorique à l'Institut de Chimie Séparative de Marcoule, aura des applications dans le domaine du recyclage, mais également dans le domaine des nanosciences, élargissant ainsi l'impact de ces travaux.
Le/La doctorant(e), de formation initiale en chimie-physique, chimie théorique ou physique, et ayant un fort intérêt pour la programmation, sera encouragé(e) à valoriser ses résultats scientifiques par des publications et des communications lors de conférences nationales et internationales. A l'issue de la thèse, le/la candidat(e) aura acquis un large éventail de compétences en chimie théorique, modélisation, calcul numérique et chimie-physique, lui offrant de nombreuses opportunités professionnelles, tant en recherche académique qu'en R&D industrielle.
Université / école doctorale
Sciences Chimiques Balard (EDSCB)
Montpellier
Localisation du sujet de thèse
Site
Marcoule
Critères candidat
Formation recommandée
Candidat(e) motivé(e) titulaire d'un master 2 ou d'un diplôme d'ingénieur en chimie-physique, chimie théorique ou physique. Intérêt pour la programmation (Python, Fortran) et compétences en communication écrite/orale. Autonomie et esprit d'équipe requis
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
Duvail Magali < correo electrónico eliminado por razones de seguridad >
CEA
DRF/ICSM//ICSM
Laboratoire Modélisation Mésoscopique et Chimie Théorique (LMCT)
Institut de Chimie Séparative de Marcoule ICSM
UMR 5257 CEA / CNRS / Université de Montpellier / ENSCM
Centre de Marcoule - Bât. 426 BP 17171
30207 Bagnols sur Cèze Cedex
04 66 79 57 21
Tuteur / Responsable de thèse
DUFRECHE Jean-François < correo electrónico eliminado por razones de seguridad >
Université Montpellier
ICSM - Laboratoire Modélisation Mésoscopique et Chimie Théorique
Institut de Chimie Séparative de Marcoule
Site de Marcoule - Bât. 426
BP 17171
30207 Bagnols sur Cèze
04-66-79-66-28
En savoir plus
https://www.icsm.fr/duvail_fr.html
https://www.icsm.fr/lmct.html
https://www.icsm.fr
