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Université de Tours/ INSA Centre Val de Loire

Synthèse, formulation et caractérisations de polymères fonctionnels biosourcés pour des capteurs ultrasonores innovants

Tours

FULL TIME

September 7, 2024

Synthèse, formulation et caractérisations de polymères fonctionnels biosourcés pour des capteurs ultrasonores innovants

Réf ABG-125715

Sujet de Thèse

07/09/2024

Autre financement public

Université de Tours/ INSA Centre Val de Loire

Lieu de travail

Tours - Centre Val de Loire - France

Intitulé du sujet

Synthèse, formulation et caractérisations de polymères fonctionnels biosourcés pour des capteurs ultrasonores innovants

Champs scientifiques

Chimie
Physique

Mots clés

polymères, synthèse chimique, ultrasons, caractérisations

Description du sujet

Depuis 2021 avec la loi AGEC est entamée une démarche pour réduire, recycler et réutiliser les déchets plastiques issus des dispositifs médicaux. L’un des freins actuels est la réglementation et les normes de qualité très strictes sur l’usage des matériaux dans le domaine de la santé. Les matériaux issus du recyclage mécanique sont interdits tandis que le recyclage chimique est trop coûteux. D’un point de vue plus large, les matériaux polymères employés dans les dispositifs médicaux et notamment ceux destinés à de l’imagerie et/ou au diagnostic ne sont pas toujours recyclables du fait de leur microstructure thermodurcissable notamment. L’une des stratégies pour accélérer la transition écologique vers la production et l’utilisation de produits de santé plus durable est d’intégrer une démarche d’éco-conception dans la conception des produits en s’appuyant à la fois sur l’analyse du cycle de vie et en privilégiant les biosourcés et des procédés de fabrication verts pour réduire l’empreinte carbone des dispositifs médicaux.

Les dispositifs d’imagerie ultrasonores nécessitent l’emploi de gel échographique pour assurer une transmission efficace des ondes ultrasonores vers le tissu exploré, les ultrasons ne se propageant pas dans l’air. Ce gel est un consommable à la durée de vie très limitée dans le temps, nécessitant également l’utilisation de papier à usage unique à chaque observation. Afin d’élargir le champ d'application de l'imagerie médicale conventionnelle à de nouveaux marchés économiques respectueux de la santé environnementale, des capteurs ultrasonores ultracompactes à faible consommation de puissance où le milieu de couplage est intégré à demeure sont développés. Les marchés futurs vont de la médecine du futur et la santé connectée au travers de nouvelles techniques d'imagerie embarquées pour le diagnostic à distance (applications nomades et embarquées tout public), jusqu'à la sécurité des données et des systèmes à travers la reconnaissance biométrique digitale.

Actuellement, les matériaux d'interface disponibles commercialement ne répondent pas aux critères définis dans le cahier des charges de ce type de capteurs. Les recherches menées par le GREMAN et le PCM2E aux cours de travaux antérieurs ont permis de développer deux matériaux d’interface qui présentent des propriétés proches de celles attendues pour le bon fonctionnement de ces capteurs. Dans la continuité de ce travail, l’objectif de la thèse est de synthétiser, formuler et de caractériser un matériau polymère fonctionnel innovant à faible impact environnemental qui viendra s’intégrer à demeure à la surface de capteurs ultrasonores miniatures et compacts. Les fonctionnalités attendues de ce polymère d’interface hautes performances sont à la fois des propriétés de protection (encapsulant), des propriétés d’interface et des propriétés ultrasonores spécifiques à l’application.

Les étapes principales du travail s’articuleront autour de deux axes :

Axe Chimie et environnement avec le développement de matériaux polymère/additifs pouvant répondre au cahier des charges. Il s’agira de synthétiser et formuler des polymères et d’additifs biosourcés pour réduire l’empreinte carbone. La formulation des matériaux (polymère + additifs) se fera sans solvant (ou en utilisant des solvants verts) afin d’obtenir des gels solides.

Axe Caractérisation avec la caractérisation des propriétés physico-chimiques et microstructurales des polymères développés ; l’étude des propriétés acoustiques des matériaux développés ; la caractérisation des propriétés d’interface au travers de l’étude du contact acoustique à l’aide de bancs spécifiquement développés pour l’étude.

Une attention particulière sera portée à la corrélation des résultats issus des caractérisations microstructurales à ceux obtenus par les mesures ultrasonores. L'établissement de liens qualitatifs voire quantitatifs entre les paramètres microstructuraux des polymères développés et leurs propriétés acoustiques permettront d'identifier et de comprendre les paramètres microstructuraux du polymère qui gouvernent ses propriétés acoustiques.

Le projet de thèse proposé est un projet scientifique transversal qui fera appel à la chimie, à la science des matériaux polymères et à l’acoustique. L’équipe d’encadrement sera répartie sur deux laboratoires : le laboratoire PCM2Ede l’Université de Tours spécialiste de synthèse et formulation de polymères à applications spécifiques, et le laboratoire GREMAN à l’INSA Centre Val de Loire à Blois dont la spécialité sont la caractérisation des propriétés d’usage et acoustiques des matériaux polymères. Ce sujet est labellisé ADEME.

Prise de fonction :

01/10/2024

Nature du financement

Autre financement public

Précisions sur le financement

Ademe/Région

Présentation établissement et labo d'accueil

Université de Tours/ INSA Centre Val de Loire

Profil du candidat

Le candidat recherché devra avoir un profil de chimiste des matériaux polymères avec idéalement une formation d’ingénieur. Une expérience en analyses acoustique serait appréciée.

Date limite de candidature

13/09/2024

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