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Albi, Occitanie, France · Albi · France
Posted Jul 20, 2026
ENVIRONNEMENT DU POSTE
École du ministère en charge de l'industrie, IMT Mines Albi est une école de l’Institut Mines- Télécom, 1er groupe d’écoles d’ingénieurs et de management de France. À l'avant-garde des enjeux industriels et académiques sur la scène internationale, elle agit comme un moteur scientifique et économique territorial en combinant ses 4 missions - former des ingénieurs en intégrant la dynamique du développement durable, faire de la recherche scientifique, contribuer au développement économique et diffuser la culture des sciences, des techniques et de l'innovation - en un cercle vertueux et porteur d'innovation.
Son positionnement en matière de formation et de recherche la place IMT Mines Albi comme école de référence sur trois des quatre thématiques de l’IMT, à savoir l’industrie du futur responsable, l’énergie, économie circulaire et société ainsi que l’ingénierie, santé et bien-être.
IMT Mines Albi s‘est dotée en 2023 et pour une période quinquennale, d’un plan stratégique décliné en 7 grandes actions, répondant ainsi aux orientations stratégiques du groupe IMT à laquelle elle appartient.
Le poste est à pourvoir au sein du Centre RAPSODEE (Recherche d'Albi en génie des Procédés des SOlides Divisés, de l'Energie et de l'Environnement), unité mixte de recherche CNRS dédiée aux procédés, matériaux et énergies durables.
La thèse sera dirigée par le professeur Ange Nzihou et codirigée par un chercheur de l'université de Princeton (États-Unis).
2. MISSIONS ET ACTIVITÉS PRINCIPALES
Ce travail s’inscrit dans un projet ERC (European Research Council) Advanced Grant. L’ERC est une organisation européenne de financement qui soutient des projets de recherche de rupture à travers des appels à projets très compétitifs, dans le cadre du programme Horizon Europe de l’Union européenne.
Le projet ERC vise à évaluer la capacité de stockage de composites innovants en biocarbones. Il s’agit d’une famille de matériaux carbonés avancés et durables issus de la biomasse, permettant de stocker l’énergie dans différents environnements, contrairement à la plupart des solutions actuelles reposant sur des matériaux d’origine fossile ou non durables. Cela devrait se traduire par une réduction notable des émissions de CO₂ et des économies d’énergie. Les travaux seront menés dans un environnement international, avec des visites régulières dans les laboratoires de partenaires en France, en Inde et aux États-Unis.
Les études actuelles se concentrent sur la sélection des matières premières issues de la biomasse, leur caractérisation, ainsi que sur la pyrolyse et la graphitisation pour produire des composites de biocarbones, ainsi que sur leur utilisation pour le stockage d'énergie dans diverses configurations et environnements.
3. ACTIVITÉS PRINCIPALES
Dans le cadre de ce projet ERC et parallèlement à d'autres études en cours au sein de notre groupe de recherche, ce travail de doctorat sera axé sur la mesure et le calcul de données thermodynamiques et cinétiques. La compréhension du comportement cinétique et thermodynamique, à savoir la dissolution-précipitation, la nucléation, la croissance et la stabilité des grains du composite à base de biocarbones pendant leur formation, sera déterminée notamment par l'élaboration d'un diagramme de phases à plusieurs composants. Les données issues de l'expérience seront comparées à celles issues de la modélisation. Par ailleurs, des méthodes d'apprentissage automatique (Machine Learning) seront utilisées pour prédire et optimiser les propriétés thermodynamiques et cinétiques des matériaux à base de biochar étudiés. Le modèle sera développé en intégrant des macropropriétés mesurables des matériaux, telles que les coefficients de dilatation thermique et le coefficient de Poisson, des descripteurs moléculaires (densité, température de fusion, entropie, etc.), ainsi que des informations sur les défauts microstructuraux et l'organisation structurale aux échelles micrométriques. La combinaison des travaux expérimentaux, de la modélisation et de la simulation devrait permettre d'optimiser les propriétés thermophysiques et chimiques des biocarbones, tout en affinant les approches expérimentales et numériques mises en œuvre.
4. FORMATION ET COMPÉTENCES
Niveau de formation et/ou expérience minimums requis :
Master (ou équivalent) en génie des procédés, génie des matériaux, science des matériaux ou chimie physique.
Compétences, connaissances et expériences souhaitables :
• Connaissances en thermodynamique (thermodynamique des fluides et des solides, diagrammes de phases) et/ou en modélisation cinétique
• Compétences en programmation (par exemple, analyse de données, calcul scientifique, quantification des incertitudes et optimisation des modèles, machine learning)
• Expérience des techniques de caractérisation des matériaux telles que la diffraction des rayons X (XRD), la spectroscopie de photoémission (XPS), l'analyse thermogravimétrique et calorimétrique (TGA-DSC) et la sorption d'azote (N₂)
• Connaissance des techniques de microscopie et de spectroscopie (SEM-EDS, HR-TEM, spectroscopie Raman, spectroscopie NMR)
Capacités et aptitudes :
• Rigueur scientifique, capacité d’analyse et de synthèse
• Autonomie et esprit d’initiative
• Un intérêt marqué pour les travaux expérimentaux
• Bonne communication écrite et orale en anglais
5. INFORMATIONS COMPLÉMENTAIRES
• Date limite de candidature : 31 aout 2026
• Poste basé à l'IMT Mines Albi et dans les laboratoires partenaires aux États-Unis avec des séjours de recherche dans les laboratoires de partenaires internationaux aux États-Unis, en France et en Inde.
•Documents requis : CV, lettre de motivation et 1 ou 2 lettres de recommandation
• Contact : auriane.agard@mines-albi.fr
POST ENVIRONMENT
School of the ministry in charge of industry, IMT Mines Albi is a school of the Institut Mines-Télécom, 1st group of engineering and management schools of France. At the forefront of industrial and academic issues on the international scene, it acts as a territorial scientific and economic engine by combining its 4 missions - to train engineers by integrating the dynamics of sustainable development, scientific research, contributing to economic development and spreading the culture of science, technology and innovation - in a virtuous and innovative cycle.
Its positioning in terms of training and research places IMT Mines Albi as a reference school on three of the four themes of the IMT, namely responsible future industry, energy, circular economy and society and engineering, health and well-being.
IMT Mines Albi has adopted in 2023 and for a five-year period, a strategic plan divided into 7 major actions, thus responding to the strategic orientations of the IMT group to which it belongs.
The position is based within the RAPSODEE Center (Research of Albi in Process Engineering of Divided Solids, Energy and Environment), a CNRS joint research unit dedicated to processes, materials, and sustainable. energies.
The PhD thesis will be supervised by Prof. Ange Nzihou and co-supervised by a colleague from Princeton University (USA).
2. MAIN MISSIONS AND ACTIVITIES
This work is part of an ERC (European Research Council) Advanced Grant project. The ERC is a European funding organisation that supports groundbreaking research projects through very competitive grants, as part of the EU’s Horizon Europe programme.
The ERC project aims at evaluating the storage capacity of innovative biocarbon composites, a sustainable family of advanced biomass-based carbon materials to store energy in various environments, as opposed to most of the current solutions relying on fossil fuel-based or non-sustainable materials. This should translate into remarkable CO2 emissions reduction and energy savings. The work will be carried out in an international environment with regular visits to partners' laboratories in France, India, and the USA.
Current studies are focused on the selection of biomass feedstocks, their characterisation, and on pyrolysis and graphitization to produce biocarbon composites as well as their use for energy storage in various configurations and environments.
3. MAIN ACTIVITIES
As part of this ERC work and in parallel with other ongoing studies in our research group, this PhD work will be focused on the measurement calculation and modelling of thermodynamic and kinetic data. Insight into the kinetic and thermodynamic behaviour, namely dissolution-precipitation, grain nucleation, growth, and stability of the biocarbon-based composite during their formation, will be determined in constructing a multi-component phase diagram, among other approaches. The data obtained from the experiment will be compared to that from modelling. Machine Learning will be also used to predict and optimize the thermodynamic and kinetic properties of the biochar-based materials considered. Model will be realized considering measurable material macro-properties such as thermal expansivities or Poisson coefficient, molecular descriptors (density, melting temperature, entropy, etc..) microstructural defect or microlength scale organisation information. Experimentation combined with modelling and simulation approaches should enable the optimization of the thermophysical and chemical properties of the biocarbon and fine-tune the experimental and numerical approaches.
4. SOME LITERATURE REFERENCES
Krishnan, S.; Bose, B.; Kalarikkal, N., Thomas, Sabu.; Nzihou, A. « Effect of Structural Defects on Electrical Conductivity of Graphitic Biocarbon. » ACS Omega (September 2025). https://doi.org/10.1021/acsomega.5c04847
Rigollet, S.; Béguerie, T.; Weiss-Hortala, E.; Flamant, G.; Nzihou, A. “Synthesis of graphitic biocarbons from lignin fostered by concentrated solar energy.” Sciencific Reports 15, (February 2025): 6418. https://doi.org/10.1038/s41598-025-91204-8
Mohanty, A.; Vivekanandhan, S.; Das, O.; Romero Millán, L.; Klinghoffer, N.; Nzihou, A.; Manjusri, M. “Biocarbon Materials for Composites, Energy and Environment.” Nature Reviews Methods Primers 4 (March 2014): 19. https://doi.org/10.1038/s43586-024-00297-4
Romero Millán, L.; Ghogia, A.; White, C.; Nzihou, A. « Iron Nanoparticles to Catalyze Graphitization of Cellulose For Energy Storage Applications ». ACS Applied Nano Materials 6, n°5 (February 2023): 3549–3559. https://doi.org/10.1021/acsanm.2c05312
5. TRAINING AND SKILLS
Minimum required level of training and/or experience:
Master’s degree (or equivalent) in chemical engineering, materials engineering, materials science, physical chemistry.
Knowledge, skills and experience
• Background in thermodynamics (fluid and solid thermodynamics, phase diagram) and/or kinetic modelling
• Programming skills (e.g. data analysis, scientific computing, uncertainty computation and model optimization, machine learning)
• Experience in materials characterization techniques such as XRD, XPS, TGA-DSC, N₂ sorption
• Knowledge of microscopy and spectroscopy techniques (SEM-EDS, HR-TEM, Raman spectroscopy, NMR spectroscopy)
Abilities and aptitudes
• Scientific rigor, analytical and synthesis skills
• Autonomy and initiative
• A passion for experimental work
• Good written and oral communication skills in English
6. ADDITIONAL INFORMATION
• Application deadline: August 31, 2026
• Position based at IMT Mines Albi with research visits to partner laboratories in the USA and other international locations (India, France).
• Required documents: CV, cover letter, and 1 or 2 recommendation letters
• Contact: auriane.agard@mines-albi.fr
