Doctorant Développement de Nouvelles Méthodes de Synthèse et d'Apprentissage Automatique pour Larecherche de Nouveaux Matériaux Magnétocaloriques H/F - CNRS

Le/la doctorant(e) développera de nouveaux matériaux magnétocaloriques texturés par de nouvelles méthodes de synthèse, en caractérisera la structure et les propriétés physiques, et appliquera des méthodes d'intelligence artificielle pour optimiser leur composition et leurs conditions d'élaboration.
Le développement de nouvelles technologies de production de froid est aujourd'hui un enjeu majeur pour répondre aux défis environnementaux et énergétiques. Les systèmes traditionnels basés sur la compression de vapeur utilisent des fluides frigorigènes nocifs et présentent des limites en termes de durabilité et d'efficacité. La réfrigération magnétocalorique, et en particulier l'effet magnétocalorique rotatif (RMCE), constitue une alternative prometteuse pour concevoir des dispositifs plus écologiques et plus performants.

Dans ce contexte, le/la doctorant(e) travaillera au développement de nouveaux matériaux magnétocaloriques exploitant l'effet RMCE. Il/elle mènera une recherche exploratoire sur des matériaux intermétalliques innovants, principalement des phosphures de métaux de transition 3d, choisis pour leur abondance, leur structure cristalline anisotrope complexe et leurs propriétés magnétiques intéressantes. Il/elle développera une méthode de synthèse originale basée sur le procédé de « magnetic slip casting », permettant l'obtention de polycristaux texturés adaptés à la mesure des propriétés RMCE. Il/elle optimisera les paramètres de fabrication et de traitement thermique pour maximiser la qualité microstructurale et magnétique des matériaux. En parallèle, il/elle mettra en oeuvre des techniques d'apprentissage automatique, notamment l'optimisation bayésienne, pour accélérer la découverte de nouvelles compositions et conditions de synthèse. Il/elle réalisera les caractérisations magnétiques nécessaires pour évaluer les performances magnétocaloriques des matériaux et contribuera à modéliser leur comportement. Une attention particulière sera portée à la robustesse mécanique et au potentiel d'industrialisation des matériaux développés. Ce projet interdisciplinaire alliera expérimentation avancée, intelligence artificielle et compréhension physique approfondie, dans le but de promouvoir des solutions de réfrigération durable pour l'avenir.

Le/la doctorant(e) participera à la synthèse et à l'étude de nouveaux matériaux magnétocaloriques. Il/elle mènera des synthèses en boîte à gants pour manipuler des précurseurs sensibles à l'air, en utilisant des réactions solides en tubes scellés, du broyage mécanique et du frittage par SPS. La caractérisation des produits reposera principalement sur la diffraction des rayons X sur poudre et monocristal pour évaluer la pureté et résoudre de nouvelles structures. Des campagnes de diffraction avancée (synchrotron ou neutrons) pourront être menées pour approfondir l'analyse structurale et magnétique. Le/la doctorant(e) utilisera également la microscopie électronique (SEM et TEM) pour l'analyse de la composition chimique et des structures locales. Il/elle développera une expertise en mesure des propriétés magnétiques et physiques grâce à l'utilisation de magnétomètres SQUID et de systèmes PPMS. Le projet intègre l'application de méthodes d'intelligence artificielle (optimisation bayésienne) à l'aide de Python et de bibliothèques telles que Scikit-learn, GPyTorch et BoTorch. Le/la doctorant(e) sera formé(e) à l'analyse critique des résultats expérimentaux et à l'optimisation des conditions de synthèse. Il/elle développera ses compétences en communication scientifique par la rédaction d'articles et la présentation de ses travaux lors de conférences internationales. Ce projet offre ainsi une formation complète combinant synthèse de matériaux, caractérisation avancée et application d'outils numériques modernes.
Contexte de travail
La thèse sera réalisée au sein du laboratoire CRISMAT (UMR 6508, Caen), une unité mixte du CNRS, de l'ENSICAEN et de l'Université de Normandie, qui rassemble environ une centaine de chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs, doctorants et personnels techniques.
Le projet sera encadré par Sylvain Le Tonquesse et Franck Gascoin.
Le début du contrat est prévu entre le 1er septembre et le 1er octobre 2025, pour une durée de trois ans. Ce travail de doctorat s'inscrit dans le cadre du projet ANR « TEXMAG » (2025-2029).

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.
Contraintes et risques
Cette proposition de poste est soumise à l'obtention du financement et à l'étude des dossiers par le service des ressources humaines.