Développement de capteurs durables biosourcés à changement de couleur (H/F)

Sujet de thèse :
Dans un contexte où les enjeux environnementaux, industriels et sociétaux se renforcent, il devient indispensable de repenser la fonction même des matériaux. La demande croissante dans tous les secteurs pour des systèmes capables de détecter, surveiller et s’adapter à leur environnement exige des approches plus intégrées, plus durables, et moins dépendantes des technologies classiques. Or, les solutions actuelles reposant sur l’électronique embarquée montrent leurs limites : elles sont souvent encombrantes, énergivores, coûteuses à produire et à maintenir, et dépendantes d’infrastructures numériques et énergétiques complexes. Cela freine leur adoption à grande échelle, en particulier dans des environnements contraints ou dans des contextes où la maintenance est difficile voire impossible.
C’est dans ce cadre que les matériaux intelligents, en particulier ceux à changement de couleur, apportent une réponse innovante et pertinente. Ils sont capables de réagir de manière directe et visible à des stimuli environnementaux tels que la température, l’humidité, le pH ou la pression, sans nécessiter d’électronique, de batterie ou de source d’énergie externe. Ce caractère passif confère à ces matériaux une grande autonomie et une facilité d’intégration dans de nombreux contextes, y compris les plus exigeants.

La thèse s’intéresse à la fabrication de matériaux hybrides combinant des polymères biosourcés et des nanoparticules métalliques pour développer des capteurs à changement de couleur. Ces matériaux réagissent à différents stimuli environnementaux — comme la chaleur, l’humidité, le pH ou la pression — en modifiant leur apparence visuelle, permettant ainsi une détection simple, rapide et sans électronique embarquée. La fabrication repose sur des procédés de synthèse chimique ou photochimique, pensés pour être plus respectueux de l’environnement et plus stables dans le temps.
Leurs applications vont du domaine du sport avec des vêtements intelligents, de la santé, en particulier dans le domaine médical (bas de contention, dentisterie, chirurgie etc..), dans le domaine de la conservation des produits sensibles tels que des aliments pour détecter la présence d’humidité, de l’agriculture, de la mécanique pour des problèmes de surpression locale, dans les encres d’impression et peinture, de la robotique, de la sécurité, de l’armée et la défense telle que le camouflage etc…

Contexte :
Cette thèse est issue d'un projet européen PRIMA qui permet la collaboration entre 11 partenaires. La thèse se déroulera majoritairement à L'institut de Science des Matériaux de Mulhouse (IS2M-CNRS) à Mulhouse, qui va apporter son expérience et sa compétence dans le domaine des matériaux intelligents.
L’IS2M est un institut de recherche français situé à Mulhouse, rattaché au CNRS et à l’Université de Haute-Alsace. Il est spécialisé dans la science des matériaux, notamment les matériaux poreux, les polymère
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