Optimisation des conditions de synthèse d'uranium métallique par voie électrolytique

CEA; Nîmes; Sur place; EUR 30 000 - 35 000; Plein temps

Résumé du poste

Un institut de recherche français recrute un doctorant pour travailler sur l'optimisation de la synthèse d'uranium métallique par voie électrolytique. Le candidat sarà responsable de l'analyse des paramètres expérimentaux et de l'élaboration de dispositifs électrochimiques. Avec une formation de Master 2 ou d'ingénieur en chimie, il/elle acquerra des compétences précieuses en recherche et développement dans un domaine stratégique d'avenir. Le poste est basé à Marcoule, avec disponibilité à partir du 1er octobre 2026.

Qualifications

• Une formation en physico-chimie est requise.
• Expérience en électrochimie appréciée.
• Aptitude à travailler en laboratoire et en équipe.

Responsabilités

• Mener une étude des électrolytes pour la synthèse d'uranium métallique.
• Optimiser les conditions expérimentales lors de la synthèse.
• Participer à des présentations et publications lors de conférences.

Connaissances

Techniques expérimentales

Chimie électrochimique

Gestion de projet

Formation

Master 2 ou école d'ingénieur en chimie

Matériaux

Description du poste

Description du sujet de thèse

L'uranium de retraitement (URT), issu du retraitement du combustible nucléaire usé, représente une matière dont le réemploi en centrale permettrait une gestion durable des ressources énergétiques. Dans cette optique, le CEA apporte son soutien à la filière nucléaire pour évaluer la faisabilité d'un enrichissement de cet URT par voie laser. Cette technologie requiert en entrée de procédé de l'uranium sous forme d'alliage métallique. Par conséquent, un procédé amont de synthèse d'uranium métallique doit être développé et optimisé pour bâtir une filière URT souveraine. Une des voies à l'étude pour synthétiser l'uranium métallique est d'électrolyser l'oxyde d'uranium, préalablement dissous en milieux sels fondus fluorures à haute température. Mise en œuvre autrefois aux États-Unis à partir du procédé de synthèse de l'aluminium, cette synthèse exige aujourd'hui une réappropriation et une optimisation des conditions expérimentales.

Dans une première phase, le(a) doctorant(e) mènera une étude systématique de l'électrolyte, afin de comprendre l'influence des paramètres clés - composition du sel, plage de température, environnement redox, compatibilité des matériaux et solubilité de l'oxyde - sur le comportement du bain d'électrolyse. Pour chaque paramètre, des essais ciblés seront conduits : caractérisation thermochimique du sel (point de fusion, volatilité, purification, etc.), évaluations de la cinétique et de la limite de solubilité de l'oxyde d'uranium dans le bain (point crucial du procédé), essais électrochimiques destinés à identifier les systèmes redox d'intérêt, ainsi que des études de tenue des matériaux au contact du sel fondu et du métal liquide. L'ensemble de ces investigations permettra de définir les conditions expérimentales optimales à la mise en œuvre contrôlée de la synthèse du métal par électrolyse de l'oxyde.

Dans une deuxième phase, une fois ces conditions établies, le travail portera sur la formation du métal à l'électrode, sa récupération et sa caractérisation. La quantité et la qualité du métal produit à l'issue de l'électrolyse seront les critères majeurs pour valider les paramètres expérimentaux retenus. L'ensemble des données acquises sera exploité pour la conception d'électrolyseurs à échelles pilote et industrielle, et alimentera les futurs modèles numériques qui seront élaborés. Les résultats obtenus pourront faire l'objet de présentations lors de conférences internationales et de publications.

Ces études seront réalisées à l'échelle laboratoire en actif, avec des phases de travail sur simulant pour appréhender la mise en œuvre du procédé et le changement d'échelle. Le laboratoire d'accueil, qui opère dans ces deux environnements, est spécialisé dans la mise en œuvre de procédés thermiques et d'essais pyrochimiques. Le(la) candidat(e) sera idéalement issu(e) d'une formation de niveau Master 2 ou école d'ingénieur en physico-chimie. À l'issue de ce travail de thèse, le(la) doctorant(e) aura acquis une expertise sur les techniques expérimentales liées à la synthèse métallique par électrolyse, de la conception des dispositifs électrochimiques à la caractérisation multi-échelle des matériaux. De plus, son implication dans un projet à caractère souverain axé sur les métaux stratégiques lui ouvrira de nombreuses perspectives d'emploi en recherche académique ou en R&D industrielle, tant dans le secteur nucléaire que dans d'autres domaines de la chimie et des matériaux.

Domaine

Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Sujets de thèse

Optimisation des conditions de synthèse d'uranium métallique par voie électrolytique

Contrat

Thèse

Université / école doctorale

Mécanique, Energétique, Génie Civil, Procédés (MEGEP)
Toulouse III

Site

Marcoule

Formation recommandée

Master 2 ou ecole d'ingénieur en chimie, electrochimie, génie chimique, matériaux

Disponibilité du poste

01/10/2026

Personne à contacter par le candidat

Chmakoff Alexandre
[e-mail]
CEA
DES/DPME//L3PI
Bât 208
CEA Marcoule
DES/ISEC/DE2D DIR
MARCOULE - BP 17171
F-30207 Bagnols-sur-Cèze cedex
04 30 48 01 24

Tuteur / Responsable de thèse

PICART Sébastien
[e-mail]
CEA
DEN/DMRC/CETAMA
CEA/Marcoule
DEN/DMRC/CETAMA
F-30207 Bagnols-sur-Cèze
0466791786