Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Sujet de thèse :
La lixiviation in situ (encore appelée extraction par dissolution) des métaux se présente comme une des technologies les plus compétitives et avec un impact environnemental plus faible que les techniques de métallurgie extractives conventionnelles pour valoriser la récupération de métaux critiques ou encore revaloriser des matières de stériles miniers. Parmi les causes d’un faible taux de récupération de minerai en milieu poreux par lixiviation, on citera la passivation des surfaces minérales et l’hétérogénéité du champ de vitesse qui met en compétition des zones de transfert advectif avec des zones de transfert diffusif dans lesquels les flux de réactifs et produits de lixiviation sont très faibles.
L’objectif de cette thèse est d’apporter une meilleure compréhension des processus de lixiviation des métaux dans les milieux poreux hétérogènes via une étude expérimentale et la modélisation du transport réactif associé. L’approche proposée est centrée sur des expériences de microfluidique. La partie expérimentale reposera sur des expériences de lixiviation dans des micro-modèles couplées à des techniques de caractérisation fine des phases solides et aqueuses pour comprendre les processus de relargage des éléments chimiques. Les résultats obtenus serviront à extraire les paramètres cinétiques de la réactivité. Le programme de travail inclut : i) la fabrication de micro-modèles de complexité croissante, de milieu poreux modèle à milieu naturel, en utilisant les techniques de gravure combinée à de l’impression à jet d’encre minérale et gravure laser ; ii) les expériences de lixiviation visant à une meilleure caractérisation de la réactivité minérale et du transport des éléments chimiques dans les milieux poreux ; (iii) le traitement des données (analyse d’images) ; (iv) les résultats seront utilisés comme paramètres d’entrée pour la modélisation des processus couplés chimie-transport.
Le profil attendu est celui d’un(e) étudiant(e) ayant de solides bases en géochimie, chimie-physique, géosciences ou mécanique des fluides, ayant un goût pour les techniques de fabrication, le développement expérimental et le travail pluridisciplinaire. Une expérience en microfluidique et des compétences en imagerie et traitement d’images sont un plus. Le/la candidat(e) devra faire preuve d’une capacité de travail en équipe, de curiosité scientifique et d’esprit de synthèse.
Mots-clés : microfluidique, conception micro-modèles, milieu poreux hétérogène, lixiviation, transport réactif.

Contexte :
La thèse se déroulera au Laboratoire Géosciences Environnement Toulouse (GET) dans l’équipe réactivité aux interfaces et biogéochimie, en co-direction avec le Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS) dans l’équipe MechaBioFluidics qui a une forte expertise en microfluidique et microfabrication (plateforme de technologie du réseau national ReNaTech), tous deux localisés sur le campus Belin-R
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Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Contraintes et risques :