Thèse Développement et Caractérisation d'Un Procédé de Texturation de Surface par Micro-Décharges en Régime Pulsé H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique
École doctorale : Ondes et Matière
Laboratoire de recherche : Laboratoire de Physique des Gaz et des Plasmas
Direction de la thèse : Stéphane PASQUIERS ORCID 0000000230280520
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-30T23:59:59

Le sujet de thèse proposé s'inscrit dans le cadre du programme MINITL ANR-25-CE51-3871 qui a débuté en janvier 2026. Ce programme a pour objectif de développer et d'optimiser un procédé de texturation de surface à l'échelle micrométrique reposant sur des traitements thermochimiques réalisés au moyen de microplasmas froids disposés en réseaux. Ainsi, il s'agira de démontrer la faisabilité d'une nitruration localisée sur des surfaces métalliques de type acier AISI 316L via l'utilisation de ces sources. La maîtrise et la compréhension des plasmas produits, associés à la durée de vie des dispositifs, sont des verrous technologiques et scientifiques à résoudre. In-fine, cette étude vise à la réalisation d'une structuration positive et contrôlée, à l'échelle micrométrique, des surfaces métalliques par traitement thermochimique sans l'utilisation de masques.
Dans son ensemble, le programme MINITL réunit 4 laboratoires partenaires, dont le LPGP et l'IIJL, qui disposent de compétences complémentaires permettant d'associer à la fois des aspects expérimentaux autour de la fabrication des micro-décharges, de leur caractérisation via des techniques des diagnostic plasma avancées, des traitements de surface par plasma et de la caractérisation des surfaces, et des aspects théoriques autour de la modélisation de ce type de décharge.
Le sujet de thèse proposé ici s'inscrit dans plusieurs tâches du programme MINITL et traitera de l'étude dans des mélanges N2-H2 de micro-décharges de type MHCD (Micro-Hollow Cathode Discharges) fabriquées au LPGP, pour en déterminer leurs propriétés et les optimiser notamment en termes de durée de vie (diagnostics plasmas : OES, imagerie, mesures électriques, ...), et de l'application de ces sources à des traitements de nitruration et la caractérisation des surfaces traitées.

Le sujet de thèse proposé s'inscrit dans le cadre du programme MINITL ANR-25-CE51-3871 qui a débuté en janvier 2026. Ce programme a pour objectif de développer et d'optimiser un procédé de texturation de surface à l'échelle micrométrique reposant sur des traitements thermochimiques réalisés au moyen de microplasmas froids disposés en réseaux. Ainsi, il s'agira de démontrer la faisabilité d'une nitruration localisée sur des surfaces métalliques de type acier AISI 316L via l'utilisation de ces sources. La maîtrise et la compréhension des plasmas produits, associés à la durée de vie des dispositifs, sont des verrous technologiques et scientifiques à résoudre. In-fine, cette étude vise à la réalisation d'une structuration positive et contrôlée, à l'échelle micrométrique, des surfaces métalliques par traitement thermochimique sans l'utilisation de masques.
Dans son ensemble, le programme MINITL réunit 4 laboratoires partenaires, dont le LPGP et l'IIJL, qui disposent de compétences complémentaires permettant d'associer à la fois des aspects expérimentaux autour de la fabrication des micro-décharges, de leur caractérisation via des techniques des diagnostic plasma avancées, des traitements de surface par plasma et de la caractérisation des surfaces, et des aspects théoriques autour de la modélisation de ce type de décharge. Le sujet de thèse proposé ici s'inscrit dans plusieurs tâches du programme MINITL.

Le sujet de recherche proposé a pour but :
- l'étude dans des mélanges N2-H2 de micro-décharges de type MHCD (Micro-Hollow Cathode Discharges) fabriquées au LPGP, pour en déterminer leurs propriétés et les optimiser notamment en termes de durée de vie (diagnostics plasmas : OES, imagerie, mesures électriques, ...);
- l'application de ces sources à des traitements de nitruration et la caractérisation des surfaces traitées.

Mesures de tension et de courant, imagerie ultra-rapide, diagnostics optiques (spectroscopie), diagnostics par laser (absorption, diusion Thomson).