Stage M2: Impression 3D de Monolithes Poreux Scintillateurs Pour La Détection de Gaz Radioactifs

**Stage M2: Impression 3D de monolithes poreux scintillateurs pour la détection de gaz radioactifs**:

- Réf **ABG-133744**
- Stage master 2 / Ingénieur
- Durée 5 mois
- Salaire net mensuel approx. 650 EUR
- 09/10/2025
- Institut Charles Gerhardt, Université de Montpellier
- Lieu de travail- Montpellier Occitanie France
- Champs scientifiques- Chimie
- Mots clés- nanomatériaux, fabrication additive, matériaux pour la santé et l'environnement- 31/10/2025

**Établissement recruteur**:

- Le stage se déroulera à l'Institut Charles Gerhardt de Montpellier, au sein des Départements « Matériaux Poreux et Hydrides » (D3) et « Chimie et Matériaux Moléculaire » (D1), sous la supervision de Dr. Tangi Aubert et Dr. Aurélie Bessière. Ce projet s’intègre au Projet ANR PriSci, avec la possibilité de poursuite en thèse.

**Description**:
**Contexte sociétal**: Les réacteurs nucléaires, les usines de retraitement et les opérations de démantèlement génèrent des rejets gazeux ou des aérosols contenant des radionucléides. La surveillance de ces émissions est essentielle pour la sécurité environnementale et radiologique. Cependant, les technologies actuelles ne permettent pas encore une détection en temps réel des radionucléides volatils.
- Pour répondre à ce défi, notre objectif est de développer des **monolithes scintillateurs poreux** capables de laisser circuler des gaz contenant des radioisotopes tels que le tritium ou le krypton-85, tout en permettant la détection instantanée de leur radioactivité. Ces monolithes seront constitués d’un matériau scintillateur, c’est-à-dire qui émet une lumière caractéristique à chaque interaction avec un rayonnement ionisant.[1] Cette émission lumineuse peut ensuite être facilement convertie en signal électrique, offrant ainsi une méthode de détection rapide, continue et sensible des gaz radioactifs.

**Contexte scientifique**: Au laboratoire, nous avons mis au point une méthode d’impression 3D de monolithes de silice mésoporeuse, basé sur des encres de nanocages de silice photo-réticulables. L’impression est réalisée par _Digital Light Processing_ (DLP) : sous l’action de lumière UV, les encres sont polymérisées couche par couche, permettant la fabrication de monolithes selon des géométries variées et contrôlées. Nous avons également montré qu’il est possible d’incorporer des ions métalliques dans l’encre, et donc dans le monolithe final.[2] Dans ce projet, nous remplacerons ces ions métalliques par des cations yttrium (Y³⁺) et cérium (Ce³⁺). Les monolithes imprimés seront ensuite soumis à un traitement thermique à haute température afin d’induire la cristallisation d’un silicate d’yttrium dopé au cérium (Y2Si2O7:Ce). Ce matériau est reconnu comme excellent scintillateur, émettant une luminescence bleue intense sous rayonnement ionisant. Nous veillerons à maintenir la porosité du monolithe après traitement thermique, afin de préserver la circulation des gaz et d’assurer une détection optimale de ces derniers.

**Objectifs du stage** : Les objectifs pour l’étudiant e seront de **(1)** préparer des encres de nanoparticules de silice contenant Y et Ce, **(2)** réaliser l’impression 3D de monolithes suivie de leur traitement thermique, **(3)** caractériser les matériaux synthétisés notamment en termes de phase cristalline, de luminescence et de porosité. L’étudiant e apprendra la synthèse de nanomatériaux et leur intégration avec des techniques d’impression 3D. Les matériaux élaborés seront caractérisés par des techniques structurales (XRD, BET), de microscopie électronique (MET, MEB) et de spectroscopies d’absorption UV-Vis et de photoluminescence.

**Références**
- [1] R. Marie-Luce _et al._, _Nat. Photon._, 2024, doi: 10.1038/s41566-024-01507-x.
- [2] T. Gaillard _et al._, _Adv. Funct. Mater._, 2025, doi: 10.1002/adfm.202509897.

**Profil**:
Etudiant e de M2 ou 3ème année d’école d’ingénieur avec une formation en chimie, physico-chimie, science des matériaux et un intérêt pour la recherche sur les matériaux (ex : matériaux luminescents, à porosité hiérarchique, la fabrication additive, etc.).

**Prise de fonction**:

- 02/02/2026