ANR - Développement et caractérisation d'un procédé de texturation de surface par micro-décharges en régime DC

Offre de thèse

ANR - Développement et caractérisation d'un procédé de texturation de surface par micro-décharges en régime DC

Date limite de candidature

21-06-2026

Date de début de contrat

01-10-2026

Directeur de thèse

MARCOS Grégory

Encadrement

La Direction de cette thèse sera partagée entre Grégory Marcos (IJL) et Sylvain Iseni (CR-HDR) du laboratoire GREMI à Orléans qui est partenaire du projet ANR finançant cette thèse (MINITL ANR-25-CE51-3871). Les directeurs suivront régulièrement l'avancée des travaux du doctorant. Des réunions pour faire le point seront organisées tous les quinze jours en visio. Elles seront mises à profit pour résoudre les éventuels difficultés techniques et/ou scientifiques et pour planifier la suite des études. Le doctorant participera aux réunions des équipes d'accueil : Plasmas-Procédés-Surfaces à l'IJL et Plasmas et Lasers Basse Pression au GREMI. Il sera amené à y présenter ses travaux annuellement et sera invité à suivre les séminaires organisés au sein des laboratoires. Enfin, il sera fortement encouragé à présenter ses résultats dans des congrès nationaux et internationaux. Au sein des deux laboratoires, les conditions d'accueil du doctorant seront conformes à leur Règlement Intérieur respectif. Au sein de l'école doctorale C2MP, un comité de suivi est défini par concertation entre le doctorant et son directeur de thèse au cours des six premiers mois suivant sa première inscription et renseigné sur ADUM par le doctorant pour validation par l'école doctorale. Il est composé à minima de deux membres, chercheurs ou enseignants-chercheurs, dont un au moins est titulaire de l'HdR. Les membres sont externes à l'équipe d'accueil et au moins un des deux, externe au laboratoire d'accueil. Son rôle est de veiller au bon déroulement du cursus en s'appuyant sur la charte du doctorat et de la convention de formation. Le comité de suivi rencontre le doctorant en fin de première et de deuxième année. Une visio-conférence est envisageable mais non recommandée. Durant l'entretien, basé sur le rapport fourni préalablement par le doctorant (contenu indiqué sur le site web de l'école doctorale), un temps d'échange avec les membres du comité et le doctorant doit être programmé en absence des encadrants, ainsi qu'un temps d'échange avec ces derniers en l'absence du doctorant. A l'issue de l'entretien, le comité de suivi formule des recommandations et transmet à l'école doctorale un rapport synthétique selon les items décrits sur le site web de l'ED). La validation du rapport par le directeur de l'ED entraîne l'inscription en année supérieure En cas de non-validation, le conseil restreint de l'ED statue sur les actions à entreprendre.Formation : Durant sa thèse, le doctorant doit suivre à hauteur de 30 crédits, un ensemble de formations scientifiques et transverses tels que décrits sur le site de l'école doctorale.

Type de contrat

ANR Financement d'Agences de financement de la recherche

école doctorale

C2MP - CHIMIE MECANIQUE MATERIAUX PHYSIQUE

équipe

DEPARTEMENT 2 - CP2S : 201 - Expériences et Simulations des Plasmas Réactifs - Interaction plasma-surface et Traitement des Surfaces (ESPRITS)

contexte

Le sujet de thèse proposé s'inscrit dans le cadre du projet MINITL ANR-25-CE51-3871 qui a débuté en janvier 2026. Ce projet a pour objectif de développer et d'optimiser un procédé de texturation de surface à l'échelle micrométrique reposant sur des traitements thermochimiques réalisés au moyen de microplasmas froids disposés en réseaux. Ainsi, il s'agira de démontrer la faisabilité d'une nitruration localisée sur des surfaces métalliques de type acier AISI 316L via l'utilisation de ces sources. La maîtrise et la compréhension des plasmas produits, associés à la durée de vie des dispositifs, sont des verrous technologiques et scientifiques à résoudre. In-fine, cette étude vise à la réalisation d'une structuration positive et contrôlée, à l'échelle micrométrique, des surfaces métalliques par traitement thermochimique sans l'utilisation de masques. Dans son ensemble, le projet MINITL réunit 4 laboratoires partenaires, dont l'Institut Jean Lamour et le laboratoire GREMI, qui disposent de compétences complémentaires permettant d'associer à la fois des aspects expérimentaux autour de la fabrication des micro-décharges, de leur caractérisation via des techniques des diagnostic plasma avancées, des traitements de surface par plasma et de la caractérisation des surfaces, et des aspects théoriques autour de la modélisation de ce type de décharge.

spécialité

Physique

laboratoire

IJL - INSTITUT JEAN LAMOUR

Mots clés

Plasmas Froids, Micro-décharges, Traitement de surface, Nitruration, Diagnostic, Texturation

Détail de l'offre

Cette offre de thèse, dans le cadre du projet ANR MINITL, propose de développer un procédé innovant de texturation micrométrique de surfaces métalliques (acier AISI 316L) via des sources microplasmas froids, sans utiliser de masques. Le travail, réparti entre l'Institut Jean Lamour (Nancy) et le GREMI (Orléans), inclut la fabrication de sources microdécharges, leur optimisation (diagnostics plasma, durée de vie), et leur application à des traitements de nitruration dans des mélanges N₂-H₂ en régime DC. Le profil recherché est un·e candidat·e titulaire d'un master en physique des plasmas ou génie des procédés, rigoureux·se, autonome, et motivé·e par l'expérimental.
Contrat de 36 mois (2 300 € brut/mois), début en octobre 2026 ; candidatures à envoyer avant le 21 juin 2026.

Keywords

Cold Plasmas, Micro-discharges, Surface Treatment, Nitriding, Diagnostic, Texturing

Subject details

This PhD offer, as part of the ANR MINITL project, aims to develop an innovative process for micrometric texturing of metallic surfaces (AISI 316L stainless steel) using cold microplasma sources, without the use of masks. The work, shared between the Institut Jean Lamour (Nancy) and GREMI (Orléans), includes the fabrication of microdischarge sources, their optimization (plasma diagnostics, lifespan), and their application to nitriding treatments in N₂-H₂ mixtures under DC conditions. The ideal candidate holds a master's degree in plasma physics or process engineering, is rigorous, autonomous, and motivated by experimental work. The contract is for 36 months (€2,300 gross/month), starting in October 2026; applications must be submitted by June 21, 2026.

Profil du candidat

Ce travail nécessite principalement des compétences en physique des plasmas froids. Des compétences en génie des procédés, génie électrique, sciences des matériaux et /ou dans le domaine du diagnostic des plasmas froids seront également appréciées. Un fort intérêt pour le travail expérimental est nécessaire. La curiosité, la rigueur, l'autonomie et le goût pour le travail méthodique en équipe sont des qualités qui seront indispensables pour ce travail de thèse et l'avancée du projet dans son ensemble. La langue anglaise et/ou française doit être maîtrisée à l'écrit et à l'oral.

Candidate profile

This work primarily requires expertise in cold plasma physics. Skills in process engineering, electrical engineering, materials science, and/or cold plasma diagnostics will also be appreciated. A strong interest in experimental work is essential. Curiosity, rigor, autonomy, and a methodical approach to teamwork are indispensable qualities for this PhD project and the overall advancement of the MINITL project. Proficiency in English and/or French, both written and spoken, is required.

Référence biblio

G. Marcos, S. Guilet, F. Cleymand, T. Thiriet, T. Czerwiec (2011). Stainless steel patterning by combination of micro-patterning and driven strain produced by plasma assisted nitriding. Surface & Coatings Technology, 205(S2), S275–S279. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2011.01.016

R. Michaud, V. Felix, A. Stolz, O. Aubry, P. Lefaucheux, S. Dzikowski, V. Schulz-von der Gathen, L.J. Overzet, R. Dussart (2018). Direct current microhollow cathode discharges on silicon devices operating in argon and helium. Plasma Sources Science and Technology, 27(2), 025005. https://doi.org/10.1088/1361-6595/aaa870

E. Kouadou, S. Iseni, A. Stolz, P. Lefaucheux, R. Dussart (2024). Discharge characteristics of silicon-based DC Helium microplasmas: comparison between Through Silicon Via and closed cavity type micro-reactors. Plasma Sources Science and Technology, 33(11), 115002. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ad8a87

C. Noel, G. Marcos, S. Iseni, S. Bruyere, T. Czerwiec, R. Dussart (2024). MHCD in N2-H2 mixtures: towards a localized plasma nitriding process? International Workshop on Microplasmas (IWM 12), June 2024, Orléans