Propriétés physico-chimiques des verres photovoltaïques (PV) contenant de l'antimoine (Sb)

Description du sujet de thèse Domaine Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Sujets de thèse Propriétés physico-chimiques des verres photovoltaïques (PV) contenant de l'antimoine (Sb)

Contrat Thèse

Description de l'offre La thèse proposée s'inscrit dans le cadre du projet ANR GRISBI (2026-2030), qui vise à optimiser le recyclage du verre présent dans les panneaux photovoltaïques. Ces verres, très majoritairement fabriqués en Chine, sont dopés en oxyde d'antimoine (Sb2O3) afin de garantir une bonne transparence du verre, tout en minimisant les coûts de production. Cependant, cet antimoine empêche le recyclage de ces verres dans l'industrie européenne du verre plat, qui aurait pourtant besoin de cet apport de matière secondaire pour réduire son impact environnemental, entre-autres ses émissions de gaz à effet de serre (cf. l'objectif de neutralité carbone fixé par les Accords de Paris en 2015). Afin de rendre possible le recyclage du verre PV dans l'industrie du verre plat, il est donc nécessaire de mieux comprendre les propriétés physico-chimiques de l'antimoine dans le verre, et plus généralement dans le procédé float, qui met en jeu une interface verre chaud / étain liquide.

L'enjeu de la thèse réside ainsi dans la détermination des équilibres redox entre les différentes espèces multivalentes présentes dans les verres PV, en particulier entre les couples Sb2O3/Sb et Fe2O3/FeO. L'étude consistera donc à élaborer des verres présentant différentes teneurs en Sb2O3, puis à déterminer les mécanismes d'incorporation de l'antimoine dans les verres, ainsi que les conditions de température et de pO2 conduisant à la réduction de Sb3+ en Sb0. Les résultats expérimentaux, basés sur des caractérisations matériaux de type MEB, DRX, EXAFS, XANES, permettront de compléter les bases de données thermodynamiques, et de proposer une méthodologie permettant le recyclage des verres PV dopés à l'antimoine dans la production de verre plat.

La thèse se déroulera au CEA Marcoule, en collaboration avec l'IMPMC (Sorbonne Université), deux laboratoires dont les expertises dans le domaine des matériaux vitreux sont reconnues à l'international. L'ensemble des travaux sera réalisé sur des verres élaborés par le(la) doctorant(e), et leur caractérisation s'appuiera principalement sur les outils disponibles au sein du CEA et de l'IMPMC. Un profil en Sciences des Matériaux est recherché. Le sujet permettra au doctorant de pouvoir valoriser in fine un parcours de recherche appliquée.

Université / école doctorale Physique et Chimie des Matériaux (ED397)

Sorbonne Université

Localisation du sujet de thèse Site Marcoule

Critères candidat Formation recommandée Ingénieur matériaux / physico-chimiste

Disponibilité du poste 01/10/2026

Personne à contacter par le candidat REGNIER Elise elise.regnier@cea.fr CEA DES/DPME//LFCM CEA Marcoule DES/DPME/SEME/LFCM (Bât. 208) MARCOULE - BP 17171 F-30207 Bagnols-sur-Cèze cedex 04 66 33 93 14

Tuteur / Responsable de thèse LELONG Gérald gerald.lelong@sorbonne-universite.fr Sorbonne Université Institut de Minéralogie, Physique des Matériaux et Cosmochimie Institut de Minéralogie, Physique des Matériaux et Cosmochimie Sorbonne Université Campus Pierre et Marie Curie 4, Place Jussieu - Boîte 115 / 75252 Paris cedex 5 Couloir 23-24 / 4ème étage / Bureau 414 01 44 27 52 39

En savoir plus #J-18808-Ljbffr