Contexte de l’étude : L’offre de post-doctorat s’inscrit dans un projet de recherche visant à développer une technologie de réacteurs à sels fondus à spectre rapide offrant une flexibilité maximale en matière de combustible (c’est-à-dire pouvant utiliser des actinides provenant de combustibles nucléaires usés et d’autres sources de combustible de fission), plus sûre, ne produisant pas de déchets à long terme et produisant une énergie bon marché et flexible, sous forme d’électricité et de chaleur. Pour développer cette technologie de rupture, la start-up Thorizon a créé une filiale dédiée en France et mis en place un programme d’innovation en collaboration avec Orano pour la gestion du combustible, Centrale Lille et l’Université de Lille pour l’étude fondamentale de la chimie des sels et de leur interaction avec les matériaux de structure, Oakridge pour l’évaluation de la sûreté et de la stratégie de déploiement du réseau de la chaîne d’approvisionnement avec le soutien d’experts du CEA. En 2024 Thorizon a été lauréat du programme pour le nucléaire innovant France 2030.

Objectif du post-doctorat : Pour que la technologie des réacteurs à sels fondus (RSF) puisse être mise en œuvre, des défis majeurs doivent être relevés parmi lesquels trouver ou développer des matériaux de structure capables de résister à un contact direct et prolongé avec des sels fondus chauds, corrosifs et radioactifs, et étendre considérablement la base de connaissances et d’expériences existante, qui date principalement des années 1960 et 70. Le programme de recherche inclut ainsi l’acquisition des trois ensembles de données suivants : i) Principaux diagrammes de phases binaires ii) Propriétés thermiques des sels purs de chlorure d’actinides iii) Données relatives à la corrosion. Le post-doctorat vise plus spécifiquement à établir la topologie des principaux diagrammes de phase binaires qui se forment à partir des interactions par paire des sels dans le combustible et à comprendre la chimie des sels tandis que les propriétés du sel combustible seront obtenues par ailleurs.

Programme de travail : L’étude post-doctorale, d’une durée de 18 mois, prévoit la synthèse des sels, qui sera mise en œuvre à partir de composés à l’état solide, et leur caractérisation, qui fera appel à la diffraction des rayons X et à la calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Les systèmes binaires, à base de chlorures d’actinides, seront ensuite étudiés. CeCl3 sera utilisé comme analogue de PuCl3.

Laboratoire / équipe d’accueil : L’Unité de Catalyse et Chimie du Solide (UCCS) est une unité mixte de recherche créée en 2006. Essentiellement localisée sur le domaine de la cité scientifique de Villeneuve d’Ascq elle développe des thématiques de recherche dans les domaines de l’énergie, du développement durable et de l’environnement (https://uccs.univ-lille.fr/index.php/fr/). Pour développer ces activités, l’unité compte quatorze équipes regroupées dans trois départements. L’équipe Chimie Matériaux et Procédés pour une Energie Durable (CIMEND) sera l’équipe référente du projet. Elle se compose d’enseignants-chercheurs développant des recherches sur le recyclage et la valorisation des produits issus de la fission nucléaire comme sur les combustibles, céramiques ou métalliques. Elle associe des compétences en chimie des actinides, cristallochimie et caractérisation avancée des solides à une très bonne connaissance du cycle du combustible acquise grâce de nombreux partenariats de recherche avec les industriels et les acteurs majeurs du nucléaire français, Orano, Framatome, CEA, ANDRA. Pour réaliser ses travaux, l’équipe dispose de salles dédiées pour la manipulation des actinides thorium et uranium. Elle bénéficie également d’un accès à un parc instrumental important regroupé au sein de plateaux ou plateformes dont certaines sont mutualisées avec d’autres laboratoires du site au sein de l’institut Chevreul. Des séjours au JRC de Karlsruhe (Allemagne) pourront également être envisagés pour y réaliser des mesures de propriétés thermiques des sels.

Profil recherché : Candidat.e ayant des connaissances en chimie du solide, chimie des actinides, un goût pour le travail expérimental et le domaine d’étude de ce projet. Une expérience en thermodynamique et dans le domaine des sels fondus serait un plus.

Date de démarrage : 1er mai 2024

Candidature : CV et lettre de motivation à rédiger en anglais et à envoyer à : Murielle RIVENET, CENTRALE LILLE/UCCS, murielle.rivenet@centralelille.fr Jaen OCADIZ, THORIZON, ocadiz@thorizon.com

« Le poste sur lequel vous candidatez est susceptible d’être situé dans une « zone à régime restrictif » au sens de l’article R. 413-5-1 du code pénal. Si tel est le cas, votre nomination et/ou votre affectation ne pourront intervenir qu’après autorisation d’accès délivrée par le chef d’établissement, conformément aux dispositions de l’article 20-4 du décret n°84-431 du 6 juin 1984. » « The position for which you are applying is likely to be located in a « restricted area » within the meaning of article R. 413-5-1 of the penal code. If this is the case, your appointment and/or assignment can only take place after access authorization has been issued by the head of the institution, in accordance with the provisions of article 20-4 of decree n°84-431 of June 6, 1984. »