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Post-doctoral position

Développement d’un procédé industriel de dépôt électrolytique de chrome pour l’aéronautique // Development of a robust industrial chromium electrolytic deposition process for aeronautics

The English version is below


CIRIMAT – Offre Contrat Post-doctoral (H/F) – Juin 2022

Développement d’un procédé industriel de dépôt électrolytique de chrome pour l’aéronautique

Unité de recherche : CIRIMAT – Centre Interuniversitaire de Recherche et d’Ingénierie des Matériaux

Financement  : la personne sera employée par l’Université Toulouse 3 dans le cadre d’un projet de collaboration avec les entreprises Liebherr et Mécaprotec Industries, entre 2600 et 3200€ brut mensuel selon expérience.

Début du contrat et durée  : novembre 2022, durée 24 mois

Mots clés : chromage dur ; chimie analytique ; électrochimie ; aéronautique.

Description de la problématique :

Un doublement du nombre de passagers aériens sur les vingt prochaines années, ainsi qu’un quasi-doublement de la flotte mondiale, d’ici 2039 font que les avions monocouloirs moyen-courriers représenteront les principaux moteurs de cette croissance, avec 32.000 livraisons prévues sur vingt ans.

Dans ce contexte, la conception des futurs aéronefs monocouloirs devra faire face à deux défis majeurs. D’une part, l’accroissement du trafic aérien impose la réduction de l’empreinte environnementale par la réduction des émissions de CO2 / NOx et du bruit. D’autre part, les acteurs de la filière aéronautique ont l’objectif de diminuer le coût d’opération par passager.

Dans cette optique, les motoristes développent de nouvelles générations de turboréacteur qui apporteront des gains sur la consommation de carburant entre 5 et 10%.

Dans une des voies explorées, les systèmes d’air—assurant l’alimentation en air frais et la régulation de la pression cabine— constituent les plus gros consommateurs énergétiques non propulsif. Ainsi, l’objectif est de concevoir un système d’air optimisé, vis-à-vis de la consommation énergétique, ce qui implique la mise point de technologies et de procédés innovants.

Un des verrous à lever est la réalisation d’un chromage dur électrolytique de corps de vanne, afin de les protéger de l’usure liée au frottement du papillon. Le procédé développé implique l’utilisation de chrome trivalent en lieu et place du trioxyde de chrome, une substance actuellement utilisée, classée CMR et visée par la réglementation REACH.

Cependant, le procédé à base de chrome trivalent envisagé n’est pas encore suffisamment robuste, en particulier concernant la stabilité des bains électrolytique au cours de leur utilisation. Leurs propriétés tendent à se dégrader au cours du temps.
D’autre part, la qualité des dépôts obtenus dépend fortement de la géométrie de la pièce à revêtir et de la température.

L’objectif étant de concevoir un procédé robuste et industriel de dépôt électrolytique sur vanne à base de chrome trivalent, il est nécessaire de renforcer la maitrise et la robustesse du procédé. Pour cela, il faut s’assurer de la pérennité des performances des dépôts au cours du vieillissement du bain, adapter le procédé de traitement (préparation de surface, montage des pièces, outillages…) au besoin de divers démonstrateurs (géométrie des pièces, zones à chromer, conditions en fonctionnement).

La personne recrutée sera impliquée dans les axes suivants :
* Évolution de la chimie d’échantillons issus de bains d’électrolyse à différents stades de vieillissement.
* Suivi de la concentration en complexant libre dans des bains en cours de vieillissement.
* Identification de produits de dégradations
* Identification des complexes de chrome à l’interface substrat/électrolyte et étude des mécanismes de dépôt de chrome
* Comprendre et identifier les complexes et/ou espèces chimiques se formant à l’interface en cours d’électrolyse à différents stades de vieillissement du bain
* Influence du vieillissement du bain sur les mécanismes de dépôts

Contexte de travail :
Le(la) post-doctorant(e) intègrera l’équipe « Revêtements et Traitements de Surface » du CIRIMAT sous la direction de P.-L. Taberna (DR CNRS) et M.-J. Menu (PR).

L’équipe RTS dispose d’une expertise et de connaissances importantes dans le domaine de la chimie analytique et l’électrochimie. Ces travaux seront développés dans le cadre d’un programme de recherche en collaboration avec Liebherr et Mecaprotec Industries.

Le recrutement du candidat sélectionné est soumis à une validation par le “Fonctionnaire Sécurité Défense”.

Informations complémentaires

Profil et compétences recherchées

Nous recherchons un(e) candidat(e) titulaire d’un doctorat en chimie analytique, électrochimie ou en science des matériaux. De préférence ayant une expérience dans la réalisation de dépôts électrolytiques. Il(elle) devra être fortement motivé(e) pour l’expérimentation et autonome dans les techniques de synthèse et de caractérisation classiques utilisées en chimie analytique et électrochimie : Spectroscopie UV, Electrophorèse capillaire, Voltamétrie, Chronopotentiométrie…)

Pour toute information complémentaire sur le projet et/ou le processus de recrutement, il est possible de contacter Pierre-Louis Taberna (pierre-louis.taberna univ-tlse3.fr).

Le dossier de candidature, constitué des éléments suivants : un CV détaillé et une lettre de motivation avec au minimum le nom d’un référent ou lettre de recommandation, doit être envoyé à pierre-louis.taberna univ-tlse3.fr et marie-joelle.menu univ-tlse3.fr.
Merci de mettre en objet du mail “Post-doc Cr”.


CIRIMAT – Post-doctoral position (H/F) – June, 2022

Development of a robust industrial chromium electrolytic deposition process for aeronautics

Location : CIRIMAT – Centre Interuniversitaire de Recherche et d’Ingénierie des Matériaux

Funding : the applicant will be employed by the Toulouse III University as part of a collaborative project with Liebherr and Mecaprotec Industries.

Gross salary : 2600 to 3200€ gross monthly depending on experience.

Start of contract and duration : November 2022, duration 24 months

Keywords : hard chromium plating ; analytical chemistry ; electrochemistry ; aeronautics.

Description of the project

A doubling of the number of air passengers over the next twenty years, as well as a virtual doubling of the world fleet, by 2039 are related to Medium-haul single-aisle aircraft will represent the main drivers of this growth, with 32,000 deliveries planned over twenty years.

In this context, the design of future single-aisle aircraft will face two major challenges. On the one hand, the increase in air traffic requires the reduction of the environmental footprint by reducing CO2 / NOx emissions and noise. On the other hand, the actors of the aeronautical sector have the objective of reducing the cost of operation per passenger.

With this in mind, engine manufacturers are developing new generations of turbojets that will bring savings in fuel consumption of between 5 and 10%.
As for the air systems—ensuring the supply of fresh air and the regulation of cabin pressure—constitute the largest consumers of non-propulsion energy. Thus, the objective is to design an optimized air system, with regard to energy consumption, which involves the development of innovative technologies and processes.
One of the locks to be lifted is the realization of an electrolytic hard chrome plating of the valve body, in order to protect them from wear linked to the friction of the butterfly. The process developed involves the use of trivalent chromium instead of chromium trioxide, a substance currently used, classified as CMR and covered by the REACH regulations.

However, the process based on trivalent chromium is not yet sufficiently robust, in particular concerning the stability of the electrolytic baths during their use. Their properties tend to degrade over time.

On the other hand, the quality of the deposits obtained depends strongly on the geometry of the part to be coated and on the temperature.

The objective being to design a robust and industrial process of electrolytic deposition on valve based on trivalent chromium, it is necessary to reinforce the control and the robustness of the process. For this, it is necessary to ensure the durability of the performance of the deposits during the aging of the bath, to adapt the treatment process (surface preparation, assembly of parts, tools, etc.) to the needs of various demonstrators (geometry of parts, areas to be chromed, operating conditions).

The recruited person will be involved in the following areas :
* Evolution of the chemistry of samples from electrolysis baths at different stages of aging.
* Monitoring of the free complexing agent concentration in aging baths.
* dentification of degradation products
* Identification of chromium complexes at the substrate/electrolyte interface and study of chromium deposition mechanisms
* Understand and identify the complexes and/or chemical species forming at the interface during electrolysis at different stages of bath aging
* Influence on deposit mechanisms during bath aging

Work context

The post-doctoral student will join the CIRIMAT “Coatings and Surface Treatments” team under the direction of P.-L. Taberna (DR CNRS) and M.-J. Menu (PR). The RTS team has significant expertise and knowledge in the field of analytical chemistry and electrochemistry. This work will be developed as part of a collaborative research program between Liebherr and Mecaprotec Industries.

The recruitment of the selected candidate is subject to validation by the “Defense Security Officer”.

Additional informations

Profile and skills sought

We are looking for a candidate with a PhD in analytical chemistry, electrochemistry or materials science. Preferably with experience in the production of electrolytic deposits. He (she) must be strongly motivated for experimentation and autonomous in the classic synthesis and characterization techniques used in analytical chemistry and electrochemistry : UV spectroscopy, capillary electrophoresis, voltammetry, chronopotentiometry, etc.

For any additional information on the project and/or the recruitment process, contact Pierre-Louis Taberna (pierre-louis.taberna univ-tlse3.fr).

The application file, consisting of the following elements : a detailed CV and a cover letter with at least the name of a referent or letter of recommendation, must be sent to pierre-louis.taberna univ-tlse3.fr and marie- joelle.menu univ-tlse3.fr.
Please put in the subject of the email “Post-doc Cr”.