Ingénieur de Recherche

Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Missions :
Pour répondre aux enjeux environnementaux et sociétaux actuels, il est essentiel de réduire drastiquement l'usage de matériaux d'origine pétrolière et de diminuer l'empreinte en eau, en énergie et en matières premières des emballages. Le papier constitue à cet égard une alternative bio-sourcée, recyclable et biodégradable attractive, mais l'industrie papetière doit continuer à améliorer les propriétés mécaniques spécifiques des papiers et cartons pour rester compétitive face aux polymères d'origine pétrolière.

Le projet PackLight (Institut Carnot PolyNat), porté par le CTP, le LGP2 et le 3SR Lab, vise à développer une approche low-cost et bio-inspirée pour alléger et renforcer les emballages papier et carton : l'impression de motifs d'hydrogels biosourcés sur des feuilles de papier qui, en séchant, se rétractent localement et déforment le papier hors-plan (nervures, bossages) – une « impression 4D » / un hygromorphisme qui augmente sensiblement la rigidité en flexion à masse quasi constante. Une preuve de concept avec des hydrogels à base d'amidon a déjà permis une réduction de masse d'au moins 30 % à performance mécanique équivalente. PackLight vise désormais à aller plus loin en utilisant des hydrogels à base de Cellulose Micro-Fibrillée (MFC), et à développer un outil numérique pour prédire et optimiser les motifs imprimés pour une application d'emballage réelle.

Activités :
L'ingénieur(e) de recherche recruté(e) contribuera aux tâches du projet. Plus précisément :
1 – Fabrication de papiers architecturés à partir de papiers modèles et d'hydrogels à base de MFC : impression de motifs d'hydrogel (grille carrée, nid d'abeille, motifs auxétiques), séchage. La cinétique d'impression 4D et la géométrie 3D finale seront caractérisées par stéréovision / corrélation d'images numériques.
2 – Propriétés mécaniques des papiers architecturés : caractérisation en traction dans le plan, en flexion hors-plan, et simulations par éléments finis (Comsol) pour prédire le comportement mécanique des structures architecturées à partir de volumes élémentaires représentatifs (VER).
3 – Optimisation et démonstrateur : la base de données de VER construite dans la tâche 2 sera utilisée pour identifier les architectures les plus pertinentes pour un cas d'emballage réel, validées par la fabrication et les essais mécaniques de prototypes de papier architecturé (par ex. un gobelet ou une boîte).

Contexte de travail :
Contexte : Le poste proposé s'inscrit dans le projet PackLight de l’Institut Carnot PolyNat, « Architecturer papiers/cartons par impression de MFC pour alléger les emballages », impliquant le CTP (Centre Technique du Papier), le LGP² (CNRS/Grenoble INP) et le 3SR Lab (CNRS/Univ. Grenoble Alpes/Grenoble INP). L'ingénieur(e) recruté(e) travaillera sous la responsabilité de L. Orgéas (Directeur de recherche CNRS), en forte collaboration avec A. Naillon (Maître de conférences, 3SR Lab), N. Reverdy
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Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Competences :
Diplôme requis : Master / diplôme d'ingénieur (Bac+5) en science des matériaux, génie des procédés, science du papier ou mécanique ; une expérience en mécanique expérimentale et/ou en modélisation par éléments finis (Comsol) est appréciée.

Mots-clés : Papiers architecturés / biosourcés, impression 4D, hydrogels biosourcés (CMF), hygromorphisme, caractérisation mécanique, modélisation par éléments finis.

Contraintes et risques :