Suivi des phénomènes d'interfaces avec des fibre optique conductrices (H/F)

Missions :
Les batteries Li-ion sont au cœur de la transition énergétique, mais leur durée de vie et leur sécurité doivent encore être améliorées, ce qui impose d’analyser finement leurs mécanismes de vieillissement. Notre laboratoire a ainsi progressé dans l’étude de phénomènes clés comme la formation de la SEI ou la dégradation des électrolytes en utilisant des capteurs optiques tels que les Fiber Bragg Gratings sensors (FBG) ou les réseaux inclinés (TFBG). Ces derniers exploitent les ondes évanescentes générées à la surface de la fibre, offrant une sensibilité accrue aux processus interfacials et aux réactions chimiques internes à la batterie.

Activités :
Le projet postdoctoral vise à élargir cette approche en développant des capteurs de type TFBG (Tilted Fiber Bragg Grating) recouverts de films minces métalliques (Au, Ag) ou d’oxydes conducteurs transparents (ITO, AZO, FTO). Ces dépôts, réalisés sous vide, confèreront aux TFBG à la fois des propriétés conductrices et plasmoniques, leur permettant de jouer le rôle simultané d’électrode de travail et de sonde spectroscopique. Cette architecture offrira la possibilité d’étudier des réactions électrochimiques clés telles que l’alliage du lithium ou l’électrodéposition (ex. Prussian Blue), tout en bénéficiant d’un renforcement plasmonique de la sensibilité spectroscopique. Parallèlement, la fonctionnalisation de TFBG avec des MOFs (ZIFs) et groupes amines permettra de concentrer et détecter les gaz générés lors de la formation de la SEI, notamment le CO₂, identifiable sous forme de carbamates. En combinant technologie TFBG et méthodes numériques, ce projet ouvre de nouvelles voies pour l’observation en temps réel des interfaces dans des batteries commerciales, apportant des connaissances fondamentales et des outils diagnostics pour la prochaine génération d’accumulateurs.
Contexte de travail :
Ce travail s’inscrit dans le cadre d’un projet financé par le RS2E et porté par le laboratoire CSE. La majorité des expérimentations seront menées au CSE, qui dispose d’une expertise reconnue dans le domaine des batteries, notamment sur les mécanismes de réactivité du lithium, la maîtrise des interfaces, l’assemblage de cellules et l’exploration de nouvelles chimies au-delà du Li-ion (Na-ion, batteries tout solide). Des collaborations avec l’IEMN et l’Université de Mons sont prévues pour la réalisation des dépôts sur fibres.