Thèse Diffusion Près de la Surface dans des Milieux Physico-Chimiques Hors Équilibre H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : École supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris - PSL (ESPCI Paris - PSL) École doctorale : Physique en Ile de France Laboratoire de recherche : GULLIVER Direction de la thèse : Joshua MCGRAW ORCID 0000000349255496 Début de la thèse : 2026-09-01 Date limite de candidature : 2026-08-31T23:59:59 Les systèmes physico-chimiques hors équilibre présentent une richesse de comportements qui échappent encore largement aux descriptions classiques du transport et de la diffusion. Réactions chimiques et transitions de phase modifient profondément les propriétés des milieux et les interactions entre particules, donnant naissance à de nouvelles formes d'organisation dynamique.
Cette thèse vise à comprendre comment ces environnements hors équilibre influencent le transport de particules à proximité des interfaces solides. Le projet s'appuiera sur des systèmes modèles contrôlés, notamment des milieux réactifs et des systèmes présentant des transitions physico-chimiques, afin d'étudier les couplages entre fluctuations browniennes, écoulements hydrodynamiques et évolution du milieu environnant.L'approche reposera sur des dispositifs microfluidiques associés à des techniques de microscopie de fluorescence à réflexion totale (TIRF) et à des outils complémentaires de caractérisation quantitative. Les mesures expérimentales seront interprétées à l'aide de modèles décrivant le transport hors équilibre dans des environnements confinés.Au-delà de l'étude de systèmes particuliers, cette thèse a pour ambition d'établir un cadre général permettant de décrire le transport dans des environnements physico-chimiques évolutifs. Les résultats contribueront à une meilleure compréhension des phénomènes de transport dans les milieux complexes, avec des perspectives en matière molle, microfluidique, biophysique et physico-chimie des interfaces. Les réactions chimiques et transitions de phase se déroulent rarement dans des milieux homogènes et au repos. Dans de nombreux systèmes naturels et technologiques, elles ont lieu dans des environnements confinés où les surfaces, les gradients de concentration et les écoulements jouent un rôle majeur. Parallèlement, les études de transport à proximité des interfaces ont montré que les propriétés de diffusion et de dispersion peuvent être profondément modifiées par les interactions hydrodynamiques et physico-chimiques avec les surfaces. Pourtant, très peu de travaux ont exploré simultanément l'effet des réactions chimiques, des écoulements et du confinement. Cette thèse se situe précisément à cette interface. L'objectif principal est de déterminer dans quelle mesure une réaction chimique ou une transition de phase peut modifier les propriétés de transport de particules ou de molécules dans un fluide. La thèse cherchera à identifier les mécanismes physiques responsables des effets observés, à quantifier leur amplitude et à déterminer leur dépendance vis-à-vis de la géométrie, du confinement et de la proximité d'interfaces solides. Un second objectif sera d'établir comment ces phénomènes influencent l'organisation spatiale des particules et les processus de transport à l'échelle microscopique. Le projet reposera sur une approche expérimentale combinant microfluidique, microscopie par fluorescence à réflexion totale (TIRF), et techniques de caractérisation complémentaires.

Le projet comporte une forte composante expérimentale et s'adresse à un candidat motivé par le développement d'expériences quantitatives à l'interface entre physique fondamentale et instrumentation scientifique. Une maîtrise de la mécanique des fluides, de la physique statistique ou de la matière molle constituera un atout.Le ou la candidate devra faire preuve de curiosité scientifique, d'autonomie, de rigueur expérimentale et d'un goût prononcé pour l'analyse quantitative des données. Des compétences en programmation scientifique (Python, MATLAB ou équivalent) seront appréciées. Une maîtrise de l'anglais scientifique, à l'écrit comme à l'oral, est également attendue.

• Statistiques
• Python
• Programmation
• Anglais
• Autonomie
• Mécanique des fluides
• MATLAB
• Instrumentation
• Chimie