Les missions du poste
L'objectif de ce projet de thèse est de développer et d'appliquer des techniques photothermiques et photoacoustiques sans contact pour parvenir à une caractérisation quantitative du transport thermique dans les nanocomposites à base de MCP, avec une attention particulière sur le régime de transition de phase solide-liquide. Le projet vise notamment à extraire la diffusivité et la conductivité thermique effectives lors du changement de phase, ainsi qu'à établir des corrélations claires entre les effets de confinement, le changement de phase et les performances thermiques macroscopiques.
Approche de recherche : Les systèmes modèles consisteront en des matrices de silicium poreux remplies de MCP de type n-alcanes (par exemple, l'hexadécane). Les propriétés de changement de phase, y compris la chaleur latente, les températures de transition et l'hystérésis thermique, seront étudiées par analyse calorimétrique différentielle (DSC), complétée par la spectroscopie Raman pour sonder l'évolution locale de la structure et de la phase sous confinement. Une installation expérimentale photothermique/photoacoustique dédiée sera développée et optimisée pour les nanocomposites à base de MCP. Une attention particulière sera portée à l'interprétation des signaux en présence d'effets induits par la chaleur latente et les transitions de phase hétérogènes. Les propriétés de transport thermique extraites seront validées croisées à l'aide de techniques complémentaires pour garantir la cohérence physique. Le/la doctorant(e) sera accueilli(e) au LEMTA (Laboratoire Énergies & Mécanique Théorique et Appliquée, UMR 7563), une unité mixte de recherche de l'Université de Lorraine et du CNRS. Il/elle rejoindra l'équipe TEMIN (Ingénierie Thermique aux Échelles Micro- et Nanométriques), sous la direction du Prof. David Lacroix et du Dr. Mykola Isaiev. Développement d'outils expérimentaux, notamment d'expérimentation de photo-thermie et de photo-acoustique pour caractériser des matériaux composite (solide/liquide) complexes. Développement d'un banc de mesure ; développement d'outils de modélisation dédiés à l'interprétation des expérimentations ; Comparaison des données issues de l'expériences aux simulations numériques développée par ailleurs au sein de l'équipe.
Le profil recherché
Compétences et expérience requises :
* Solides connaissances en transfert de chaleur et propriétés de transport thermique,
* Expérience expérimentale ou intérêt marqué pour les techniques de caractérisation thermique,
* Capacité à réaliser des analyses de données et des modélisations avec Python et/ou MATLAB,
* Connaissances de base en optique et électronique applicables aux montages expérimentaux.
Expériences particulièrement appréciées (atouts) :
* Techniques expérimentales photothermiques ou photoacoustiques,
* Matériaux à changement de phase (PCM) et systèmes de stockage d'énergie thermique,
* Mesures thermiques sans contact (Raman, IR, thermoréflexion).
Bienvenue chez Doctorat.Gouv.Fr
Une stratégie prometteuse pour surmonter cette limitation consiste à encapsuler les MCP dans des matrices solides nanostructurées, comme le silicium poreux, formant ainsi des nanocomposites solide-liquide. Bien que ces systèmes présentent souvent des propriétés thermiques effectives améliorées, leur comportement thermique, en particulier près de la température de changement de phase, reste mal compris. Dans ce régime, la diffusion de la chaleur, les effets de transition de phase et les phénomènes interfaciaux sont fortement couplés, et les techniques conventionnelles de mesure thermique par contact échouent souvent en raison des perturbations du système et de l'hétérogénéité spatiale.
Publiée le 21/04/2026 - Réf : 6ca2a9c9aeb6fccaeae7fa89c580b7af
