Description du sujet de thèse
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Propriétés physico-chimiques des verres photovoltaïques (PV) contenant de l'antimoine (Sb)
Contrat
Thèse
Description de l'offre
La thèse proposée s'inscrit dans le cadre du projet ANR GRISBI (2026-2030), qui vise à optimiser le recyclage du verre présent dans les panneaux photovoltaïques. Ces verres, très majoritairement fabriqués en Chine, sont dopés en oxyde d'antimoine (Sb2O3) afin de garantir une bonne transparence du verre, tout en minimisant les coûts de production. Cependant, cet antimoine empêche le recyclage de ces verres dans l'industrie européenne du verre plat, qui aurait pourtant besoin de cet apport de matière secondaire pour réduire son impact environnemental, entre-autres ses émissions de gaz à effet de serre (cf. l'objectif de neutralité carbone fixé par les Accords de Paris en 2015). Afin de rendre possible le recyclage du verre PV dans l'industrie du verre plat, il est donc nécessaire de mieux comprendre les propriétés physico-chimiques de l'antimoine dans le verre, et plus généralement dans le procédé float, qui met en jeu une interface verre chaud / étain liquide.
L'enjeu de la thèse réside ainsi dans la détermination des équilibres redox entre les différentes espèces multivalentes présentes dans les verres PV, en particulier entre les couples Sb2O3/Sb et Fe2O3/FeO. L'étude consistera donc à élaborer des verres présentant différentes teneurs en Sb2O3, puis à déterminer les mécanismes d'incorporation de l'antimoine dans les verres, ainsi que les conditions de température et de pO2 conduisant à la réduction de Sb3+ en Sb0. Les résultats expérimentaux, basés sur des caractérisations matériaux de type MEB, DRX, EXAFS, XANES, permettront de compléter les bases de données thermodynamiques, et de proposer une méthodologie permettant le recyclage des verres PV dopés à l'antimoine dans la production de verre plat.
La thèse se déroulera au CEA Marcoule, en collaboration avec l'IMPMC (Sorbonne Université), deux laboratoires dont les expertises dans le domaine des matériaux vitreux sont reconnues à l'international. L'ensemble des travaux sera réalisé sur des verres élaborés par le(la) doctorant(e), et leur caractérisation s'appuiera principalement sur les outils disponibles au sein du CEA et de l'IMPMC. Un profil en Sciences des Matériaux est recherché. Le sujet permettra au doctorant de pouvoir valoriser in fine un parcours de recherche appliquée.
Université / école doctorale
Physique et Chimie des Matériaux (ED397)
Sorbonne Université
Localisation du sujet de thèse
Site
Marcoule
Critères candidat
Formation recommandée
Ingénieur matériaux / physico-chimiste
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
REGNIER Elise < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
CEA
DES/DPME//LFCM
CEA Marcoule
DES/DPME/SEME/LFCM (Bât. 208)
MARCOULE - BP 17171
F-30207 Bagnols-sur-Cèze cedex
04 66 33 93 14
Tuteur / Responsable de thèse
LELONG Gérald < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
Sorbonne Université
Institut de Minéralogie, Physique des Matériaux et Cosmochimie
Institut de Minéralogie, Physique des Matériaux et Cosmochimie
Sorbonne Université
Campus Pierre et Marie Curie
4, Place Jussieu - Boîte 115 / 75252 Paris cedex 5
Couloir 23-24 / 4ème étage / Bureau 414
01 44 27 52 39
En savoir plus
Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
Sujets de thèse
Propriétés physico-chimiques des verres photovoltaïques (PV) contenant de l'antimoine (Sb)
Contrat
Thèse
Description de l'offre
La thèse proposée s'inscrit dans le cadre du projet ANR GRISBI (2026-2030), qui vise à optimiser le recyclage du verre présent dans les panneaux photovoltaïques. Ces verres, très majoritairement fabriqués en Chine, sont dopés en oxyde d'antimoine (Sb2O3) afin de garantir une bonne transparence du verre, tout en minimisant les coûts de production. Cependant, cet antimoine empêche le recyclage de ces verres dans l'industrie européenne du verre plat, qui aurait pourtant besoin de cet apport de matière secondaire pour réduire son impact environnemental, entre-autres ses émissions de gaz à effet de serre (cf. l'objectif de neutralité carbone fixé par les Accords de Paris en 2015). Afin de rendre possible le recyclage du verre PV dans l'industrie du verre plat, il est donc nécessaire de mieux comprendre les propriétés physico-chimiques de l'antimoine dans le verre, et plus généralement dans le procédé float, qui met en jeu une interface verre chaud / étain liquide.
L'enjeu de la thèse réside ainsi dans la détermination des équilibres redox entre les différentes espèces multivalentes présentes dans les verres PV, en particulier entre les couples Sb2O3/Sb et Fe2O3/FeO. L'étude consistera donc à élaborer des verres présentant différentes teneurs en Sb2O3, puis à déterminer les mécanismes d'incorporation de l'antimoine dans les verres, ainsi que les conditions de température et de pO2 conduisant à la réduction de Sb3+ en Sb0. Les résultats expérimentaux, basés sur des caractérisations matériaux de type MEB, DRX, EXAFS, XANES, permettront de compléter les bases de données thermodynamiques, et de proposer une méthodologie permettant le recyclage des verres PV dopés à l'antimoine dans la production de verre plat.
La thèse se déroulera au CEA Marcoule, en collaboration avec l'IMPMC (Sorbonne Université), deux laboratoires dont les expertises dans le domaine des matériaux vitreux sont reconnues à l'international. L'ensemble des travaux sera réalisé sur des verres élaborés par le(la) doctorant(e), et leur caractérisation s'appuiera principalement sur les outils disponibles au sein du CEA et de l'IMPMC. Un profil en Sciences des Matériaux est recherché. Le sujet permettra au doctorant de pouvoir valoriser in fine un parcours de recherche appliquée.
Université / école doctorale
Physique et Chimie des Matériaux (ED397)
Sorbonne Université
Localisation du sujet de thèse
Site
Marcoule
Critères candidat
Formation recommandée
Ingénieur matériaux / physico-chimiste
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
REGNIER Elise < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
CEA
DES/DPME//LFCM
CEA Marcoule
DES/DPME/SEME/LFCM (Bât. 208)
MARCOULE - BP 17171
F-30207 Bagnols-sur-Cèze cedex
04 66 33 93 14
Tuteur / Responsable de thèse
LELONG Gérald < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
Sorbonne Université
Institut de Minéralogie, Physique des Matériaux et Cosmochimie
Institut de Minéralogie, Physique des Matériaux et Cosmochimie
Sorbonne Université
Campus Pierre et Marie Curie
4, Place Jussieu - Boîte 115 / 75252 Paris cedex 5
Couloir 23-24 / 4ème étage / Bureau 414
01 44 27 52 39
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