La spectroscopie à résonance paramagnétique électronique (RPE) est une méthode de dosimétrie des rayonnements ionisants utilisée en routine. La RPE permet d'identifier et quantifier des radicaux ou des défauts. La quantification des défauts induits par l'irradiation permet de remonter à la dose absorbée par un matériau. Dans notre cas, la dose à un écran de smartphone peut confirmer ou non l'irradiation d'un individu dans un contexte de malveillance radiologique (tri de population) et permettre de déduire la dose d'irradiation pour déterminer la pertinence d'une prise en charge médicale immédiate.
Ce travail de thèse s'intéresse aux verres alkali-aluminosilicates utilisés dans les écrans tactiles qui sont à ce jour les meilleurs candidats pour développer de nouvelles capacités de mesure dans ce contexte.
Les spectres RPE des verres présentent de nombreuses composantes, certaines pouvant également être générées par le rayonnement UV ou solaire auxquels sont exposés ces verres (durant leur fabrication et leur utilisation). Il est nécessaire de décrire les différentes composantes présentes dans les spectres RPE et d'expliciter les mécanismes réactionnels pour pouvoir quantifier les défauts et estimer les doses. Ce travail de thèse vise à étudier et caractériser les dernières générations de verre produites pour, au final, proposer des protocoles opérationnels de dosimétrie.

Il s'agit dans ce travail de caractériser les défauts radio-induits dans des verres de type alkali-aluminosilicates utilisés dans les smartphones par spectroscopie RPE(1). Dans un premier temps, l'analyse des verres prélevés sur différentes générations de smartphones sera réalisée en collaboration avec un laboratoire partenaire par des méthodes de spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif par ablation laser. Des verres similaires seront ensuite synthétisés en faisant varier leur composition, notamment la proportion des éléments susceptibles de donner des défauts ou ayant un impact sur la production des défauts. Ces verres synthétisés seront comparés à ceux produits industriellement pour en déduire la nature des défauts. Les signaux RPE associés à ces défauts seront simulés à l'aide du logiciel EasySpin pour tenter de reproduire les spectres RPE mesurés. Les deux laboratoires disposent au total de 6 spectromètres en bande X ou en bande Q et de différents moyens d'irradiation facilement accessibles (X, gamma, électron et UV). Les spectres attendus sont complexes, car toutes les composantes se superposent, y compris celles induites par l'irradiation UV ou intrinsèques. Cependant, en faisant varier les conditions d'irradiation (dose, lumière, température) de stockage (lumière et température) et d'enregistrement (température et paramètres RPE), il est possible d'obtenir des spectres RPE différents. Ainsi, des méthodes de type « analyse en composantes principales » (PCA) ou « résolution de courbe multivariée avec moindres carrés alternés » (MCR-ALS) par exemple pourront être utilisées pour caractériser les différentes composantes spectrales. Il s'agira ensuite de les quantifier utilisant les méthodes les plus classiques (e.g. moindres carrés) ou des méthodes plus complexes. Sur la base de ces résultats, des protocoles opérationnels de mesure et d'analyse du signal devront être proposés pour permettre l'évaluation des doses. Ces protocoles seront évalués dans le cadre d'exercices de crise nationaux ou internationaux. Les différentes étapes de la thèse donneront lieu à des publications scientifiques et à des présentations en congrès internationaux (~1/an).
La première année sera consacrée à la prise en main des outils (possibilité de participation à des écoles thématiques), à la synthèse et l'analyse des verres.
La deuxième année sera consacrée à la poursuite de la caractérisation des verres, à l'analyse des spectres RPE pour déduire l'origine des signaux et les simuler. Le cas échéant, de nouvelles synthèses de verre pourront être nécessaires pour confirmer les hypothèses faites.
La troisième année portera principalement sur l'aspect quantification des composantes spectrales, le développement et la validation des protocoles de mesure en situation de crise.
(1) Mobasher et al., (2024) Radiat Meas, 176, 107218

Master 2/école d'ingénieur avec option si possible en science des matériaux ou méthode d'analyse (méthodes de résonance magnétique) ou méthodes de chimiométrie, expérience en programmation souhaitée (Python/Matlab). Le (la) candidat(e) devra faire preuve d'autonomie, d'une bonne organisation du travail, de capacités rédactionnelles et d'un bon niveau en anglais

La diversité est une des composantes de la politique RSE, RH et Qualité de Vie au Travail à l’ASNR. Nous accordons la même considération à toutes les candidatures, sans discrimination, pour inclure tous les talents.

Quelles que soient les différences, nous souhaitons attirer, intégrer et fidéliser nos candidats et nos collaborateurs au sein d’un environnement de travail inclusif.

L’ASNR conduit une politique active depuis de nombreuses années en faveur de l'égalité des chances au travail et l'emploi des personnes handicapées. Si vous êtes en situation de handicap, n'hésitez pas à nous faire part de vos éventuels besoins spécifiques afin que nous puissions les prendre en compte.