Stage M2 / ingénieur – Chimie des matériaux – Verres

Résumé

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Élaboration et caractérisation de verres photovoltaïques (PV) dopés à l’antimoine en vue d’une optimisation du recyclage des verres PV

Niveau : Master 2 ou dernière année d’école d’ingénieur en Science des matériaux ou chimie du solide

Lieu : CEA Marcoule (Gard), DPME/SEME/LFCM

Durée : 6 mois (début souhaité : Février/Mars 2026)

Contact : Elise REGNIER () / Annabelle LAPLACE ()

Contexte

La transition énergétique et la réglementation européenne imposent le recyclage des panneaux photovoltaïques (PV) en fin de vie. En France, jusqu’à 200 000 tonnes de panneaux devront être recyclées d’ici 2030, parmi lesquelles 140 000 tonnes de verre contenant de l’antimoine (Sb), élément utilisé pour optimiser la transmission optique des verres PV. Or, aujourd’hui, la présence d’antimoine dans les verres PV rend leur recyclage difficile dans la filière « verre plat » européenne, qui repose essentiellement sur le procédé float. En effet, un tel recyclage nécessite au préalable de mieux connaitre les réactions d’oxydo-réduction entre Sb et le bain d’étain (Sn) du procédé float. Le projet ANR GRISBI, dans lequel s’inscrit le stage proposé, vise à lever ce verrou technologique en étudiant la spéciation de l’antimoine dans le verre fondu. In fine, les résultats obtenus devront permettre 1) le recyclage des verres PV dans la filière « verre plat » (et donc une minimisation de l’impact environnemental des verres plats fabriqués en Europe), et 2) la récupération de Sb, métal critique, en vue d’une réutilisation.

Objectifs du stage

Ce stage a pour objectif d’élaborer et de caractériser des verres PV dopés à l’antimoine. Les missions principales seront :

• Préparer des verres PV modèles à partir de mélanges de précurseurs synthétiques fusionnés à haute température (1400-1500°C). A partir de ces verres, on produira des compositions variées : des verres présentant des teneurs variables en Sb₂O₃, et contenant ou non d’autres éléments multivalents (Fe, Sn…).
• Caractériser les verres obtenus (composition chimique, microstructure, propriétés optiques) par des techniques analytiques disponibles au CEA ou à Paris-Sorbonne (ICP-MS, FX, MEB-EDS, DRX…).
• Participer à l’interprétation des données de caractérisation (incorporation de Sb, éventuelles interactions avec Fe/Sn).
• Documenter les protocoles et les résultats obtenus pour alimenter les autres études du projet.

Formation demandée

Master 2 ou dernière année d’école d’ingénieur en Science des matériaux ou chimie du solide

Expérience demandée

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