Thèse Conception Synthèse & Caractérisation de Nouvelles Surfaces Superomniphobes par Procédé Sol-Gel - Alternatives aux Polymères Fluorés H/F

Université Claude Bernard Lyon 1

Diplôme d'un Master chimie ou Matériaux (ou équivalent) intéressé par les domaines suivants : Traitement de surface ; Procédé Sol-Gel ; Matériaux hydrides O/I ; Synthèses ; Caractérisations physico-chimiques et mécaniques

Autonome, rigoureux et doté d'excellentes capacités d'analyse, vous êtes motivé par la recherche, les sciences expérimentales, et vous désirez vous investir dans un projet innovant et à grand potentiel applicatif.

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1
École doctorale : Chimie de Lyon
Laboratoire de recherche : LMI - Laboratoire des multimatériaux et Interfaces
Direction de la thèse : Bérangère TOURY ORCID 0000000158890796
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-13T23:59:59

Ce projet vise à développer des revêtements antiadhérents durables sans composés fluorés comme alternative aux revêtements à base de polymères fluorés (type PTFE), bientôt interdits en raison de leur nocivité sur la santé humaine et les écosystèmes. L'objectif de la thèse est double ; comprendre les origines physico-chimiques de l'antiadhérence afin de proposer de nouvelles surfaces (super)omniphobes associant bonnes propriétés mécaniques, thermiques et chimiques. La stratégie retenue s'appuie sur la technologie de surfaces omniphobes non texturées de type NP-GLIDE (1) (Nanometer-sized Pools of a Grafted Lubricating Ingredient for Dewetting Enablement), basée sur l'intégration contrôlée d'agents lubrifiants greffés à l'échelle nanométrique. En combinant ingénierie interfaciale, physico-chimie des surfaces et caractérisations avancées, ce projet ambitionne d'établir de nouveaux principes de conception pour des revêtements performants, robustes et écologiquement responsables.

A ce jour, les revêtements de polymères fluorés, type PTFE (appartenant à la famille des PFAS), sont largement utilisés dans de très nombreux domaines, en raison de leurs excellentes propriétés, notamment leur faible coefficient de frottement (2), leur inertie chimique (3), leur stabilité thermique et leur hydrophobie (4). On peut citer, par exemple, leur utilisation dans les domaines très variés (5) , tels que les articles culinaires (poêles, moules antiadhérents), l'automobile (revêtements de composants pour réduire la friction et l'usure), l'électrique (isolation des câbles et composants grâces aux propriétés diélectriques du PTFE) ou encore l'industrie chimique (contenants résistants aux produits corrosifs...). Un autre avantage du PTFE et qu'il peut être utilisé en suspension liquide pour une facilité de mise en forme sur une multitude de substrats de forme complexe (câbles, outillages, ustensiles de cuisine, circuits imprimés, textiles...).
L'Assemblée nationale a, récemment, voté une proposition loi interdisant l'utilisation des PFAS (6), s'il est possible de trouver au cas par cas quelques alternatives aux revêtements PTFE (à base de céramique, silicone, polyimide ou polyuréthane), il n'existe pas encore à ce jour de solutions de remplacement universelles.
Le remplacement des revêtements à base de PTFE n'est pas aisé car, comme écrit ci-dessus, ce matériau présente de nombreuses propriétés (mécaniques, chimiques et thermiques) couplées à un caractère antiadhérent qui en font, à ce jour un matériau unique que l'on aurait pu encore considérer comme idéal si les étapes liées à sa fabrication, son utilisation et son recyclage ne posaient d'importants problèmes rédhibitoires de nocivité. L'antiadhérence peut être expliquer en partie par le caractère à la fois hydrophobe et oléophobe du PTFE, en lien avec sa chimie particulière (chaines carbo-fluorées à très faible énergie de surface). Cependant, même si une faible énergie de surface, associée à une faible valeur d'hystérèse ne suffisent pas à garantir le caractère antiadhérent d'une surface, on peut tout de même considérer en première approximation, qu'une surface omniphobe pourrait être utilisée comme alternative au PTFE.