Doctorant(e) - "Coloration structurelle par effets photoniques de l’aluminium recyclé" - Contrat doctoral 3 ans (thèse EDSIS 488)
- Sur site
- Saint-Etienne, Auvergne-Rhône-Alpes, France
- Matériaux à haute performance et éco-matériaux
Description de l'offre d'emploi
Rejoindre Mines Saint-Étienne, c’est s’engager dans une institution où la science et l’innovation bâtissent un avenir plus durable. Une école d’excellence où chacun a l’opportunité de révéler son plein potentiel et de contribuer à relever les défis de demain.
Classée parmi les meilleures écoles d’ingénieurs en France et reconnue mondialement, notre école, membre de l’Institut Mines-Télécom, forme les talents de demain tout en contribuant activement à relever les grands défis industriels, numériques et environnementaux. Avec nous, vous intégrez une communauté de 500 collaborateurs, 2500 étudiants, et participez à un projet ambitieux : conjuguer excellence académique, recherche d’avant-garde et impact sociétal positif.
L’Institut Mines-Télécom fédère les grandes écoles françaises autour des défis industriels majeurs, numériques, énergétiques et écologiques. Avec ses 8 Grandes Écoles publiques et 2 écoles filiales, il est le premier institut public dédié aux ingénieurs et managers. Ensemble, nous imaginons et construisons un avenir durable, en formant les acteurs qui façonneront les transitions de demain.
🏠 Contexte
Bienvenue dans l’univers des matériaux du futur !
Au centre SMS, on décortique la matière pour mieux la maîtriser. Alliages métalliques, céramiques, composites… ici, on explore le lien entre procédés, microstructures et propriétés des matériaux.
Grâce à des outils de caractérisation avancée et des modèles multi-échelles, nos enseignants-chercheurs inventent le concept de « Material by design » : concevoir les matériaux dès l’atelier de recherche, pour une performance sur-mesure.
🧠 Vous aimez la science fondamentale qui change le réel ? C’est ici que ça se passe.
🎯 Description du projet / ce que nous attendons de vous
L’aluminium est le métal non ferreux le plus important, utilisé à large échelle dans le transport, le bâtiment et le packaging. La production de l’aluminium est très coûteuse du point de vue énergétique, étant 95 % plus énergivore que son recyclage. Par ailleurs, l'aluminium est très utilisé dans le domaine du packaging de luxe. Comme il présente une excellente recyclabilité, son utilisation peut contribuer à la réduction de l'impact environnemental. Pour ce faire, différentes entreprises du domaine de la mode et du luxe ont commencé à introduire de l'aluminium recyclé dans leurs produits.
Cependant, pour avoir un aspect visuel satisfaisant, il est difficile d'augmenter plus le taux aluminium recyclé: le taux limite est de l’ordre de 18-20% pour obtenir un aspect mat satisfaisant, tandis qu'elle est de 8-10% pour un effet brillant.
L’objectif de la thèse est d’étudier de nouvelles méthodes de coloration, jusqu’à présent peu explorées dans le domaine industriel, permettant d’augmenter la part d’aluminium recyclé dans le matériau final, tout en conservant un rendu visuel compatible avec une utilisation dans le domaine du luxe.
Les méthodes de coloration envisagées sont d’une part la génération d’effets de bande interdite photonique en créant par anodisation une couche d’oxyde à la surface du matériau, présentant des nanotubes de diamètre périodiquement variable. La variation périodique de la porosité de la couche d’oxyde crée une variation périodique de l’indice de réfraction effectif de la couche d’oxyde, générant un effet de bande interdite photonique (comme un réseau de Bragg).
D’autre part il est également possible de générer des couleurs par nanostructuration de l’aluminium par anodisation puis retrait de la couche d’oxyde par attaque chimique. Le bas des nanotubes créés lors de l‘anodisation génère en effet une nanostructure périodique de type cupules dans le substrat d’aluminium, qui induit des effets diffractifs une fois la couche d’oxyde retirée.
La thèse sera organisée de la façon suivante : après une étape de sourcing de fournisseurs d’aluminium, basée sur des critères environnementaux, des échantillons seront réalisés, en employant les deux méthodes de coloration citées précédemment. Les échantillons réalisés seront caractérisés en termes de microstructure, par microscopie optique et électronique. La composition chimique du matériau sera également étudiée, principalement par EDX sous microscope électronique. Les propriétés optiques des échantillons seront également évaluées : réflectance, couleur, brillant et BRDF dans le cas des échantillons présentant des variations angulaires de couleur.
Durant la thèse, des modèles optiques seront également développés, pour prédire le spectre de réflectance du matériau à partir de sa structure. Il s’agira de modèles multicouches simplifiés basés sur les matrices d’Abélès et de modèles plus complexes basé sur la Méthode Modale de Fourier.
Enfin, des estimations de valeur perçue des échantillons réalisés seront effectuées par tests perceptifs par des panels humains, afin d’évaluer l’acceptabilité du rendu visuel des échantillons dans le contexte du luxe.
Pré-requis du poste
🔍 Ce que nous recherchons
Le(la) candidat(e) devra être titulaire d’un diplôme de M2 recherche ou diplôme d’ingénieur dans le domaine de l’optique ou des sciences des matériaux.
Les compétences attendues concernent l’un ou plusieurs des domaines suivants : procédé d’anodisation, colorimétrie, spectrophotométrie, mesures de brillant, mesures de BRDF, microscopie (électronique et/ou optique), profilométrie optique.
Des connaissances dans les logiciels de programmation Matlab et/ou Labview seraient appréciées.
📩 Candidatez dès maintenant !
Date limite de candidature : 23/04/2026
🔗 Les dossiers de candidature (CV, lettre de motivation, relevés de notes) sont à déposer sur la plateforme RECRUITEE :
Prise de poste envisagée : octobre 2026
Dans le cadre de sa politique Égalité, Diversité et Inclusion, l’École des Mines de Saint Etienne est un employeur soucieux de l’équité de traitement entre les candidatures.
ℹ️ Informations complémentaires
· Contrat doctoral - CDD de 3 ans
· Localisation du poste : Saint-Etienne (42) - 158 cours Fauriel.
· Rémunération fixée selon le profil du candidat, en fonction des règles définies par le cadre de gestion de l’Institut Mines Télécom.
· Les postes offerts au recrutement sont ouverts à toutes et tous avec, sur demande, des aménagements pour les candidates et candidats en situation de handicap.
· Toute candidature peut faire l’objet d’une enquête administrative.
Les candidats retenus après examen de leur dossier de candidature seront reçus en entretiens (physique ou par visio).
📞 Contacts
· Sur le contenu du poste :
Renée CHARRIERE : renee.charriere@emse.fr
· Sur les aspects administratifs/RH :
Amélie HUCHET – Gestionnaire RH
Mail : amelie.huchet@mines-stetienne.fr
Tél. : +33 (0)4 77 42 93 05
🌍 Pourquoi rejoindre Mines Saint-Étienne ?
Nous accompagnons chacun de nos collaborateurs sur le chemin de l’excellence, avec la conviction qu’ensemble, nous pouvons avoir un impact durable et significatif sur notre monde.
Rejoindre Mines Saint-Étienne, c’est l’opportunité de trouver :
· Un environnement stimulant : des moyens expérimentaux de pointe, un réseau international solide (T.I.M.E., EULIST) et des campus à taille humaine avec un environnement urbain
· Un impact réel : des projets de recherche contractuelle à hauteur de 11 M€/an, majoritairement avec des partenaires industriels, un centre de culture scientifique la Rotonde qui s’engage depuis 25 ans dans la médiation des sciences avec plus de 50 000 visiteurs/an
· Une qualité de vie incomparable : entre 46 et 49 jours de congés et RTT, télétravail partiel, prise en charge des transports en commun à 75 %, soutien financier au covoiturage et au vélo et un baromètre social où 83 % des collaborateurs plébiscitent la qualité de vie au travail
Construisons un avenir plus durable, à travers la science, l’ingénierie, et des projets qui font sens.
Liens utiles :
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