Thèse Complexes de Terres Rares une Chimie Fondamentale Autour de Métaux Stratégiquess pour des Matériaux Durables H/F

Université de Lille

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement
Laboratoire de recherche : UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide
Direction de la thèse : Yohan CHAMPOURET ORCID 0000000242777470
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-10-30T23:59:59

Ce projet vise à développer une nouvelle génération de complexes de terres rares pour la catalyse, la polymérisation et l'activation de petites molécules, dans le cadre de la conception de matériaux innovants pour la chimie durable. L'approche repose sur la conception de complexes mixtes allyle/borohydrure supportés par des ligands amino-pyridine (AmPy), permettant de moduler finement la réactivité, la sélectivité et l'activité catalytique des centres métalliques.
L'objectif est d'optimiser leur synthèse, leur caractérisation avancée et d'évaluer leur performance en polymérisation de diènes conjugués (butadiène, isoprène, -myrcène biosourcé) et en polymérisation par ouverture de cycle (ROP) d'esters cycliques pour la production de polymères durables. L'ingénierie de ligands AmPy permettra d'ajuster stéréosélectivité, activité et propriétés mécaniques des matériaux obtenus. Le potentiel d'activation de petites molécules (CO, CO2, H2...) ouvrira également la voie à de nouvelles transformations d'intérêt.
Les retombées attendues incluent : l'élargissement des connaissances fondamentales en chimie organométallique des complexes de terres rares, métaux stratégiques, la mise au point de catalyseurs plus performants et plus durables, et le développement de matériaux polymères à haute valeur ajoutée avec un fort potentiel industriel et régional, notamment dans la filière des élastomères et des polymères biosourcés.

Les complexes de terres rares présentent des propriétés électroniques et structurales uniques favorables à la catalyse sélective. Leur potentiel en polymérisation contrôlée et en activation de petites molécules constitue un enjeu majeur pour le développement de matériaux polymères durables et de nouvelles transformations chimiques.

Développer et étudier de nouveaux complexes de terres rares afin de contrôler leur réactivité et leur sélectivité en catalyse de polymérisation (diènes conjugués, esters cycliques) et en activation de petites molécules. Optimiser la relation structure-activité-propriétés des matériaux obtenus.

Synthèse de complexes allyle/borohydrure supportés par ligands amino-pyridine, caractérisation avancée (RMN, diffraction RX, analyses physico-chimiques), évaluation catalytique en polymérisation et études mécanistiques afin d'établir des corrélations structure-réactivité.