Proposition Sujet Thèse CNRS-UPPA 2017-2018vfinal Files/4- Elaboration de... · PROPOSITION THÈSE CNRS-L/UPPA Page 5 | 14 III. Fiche de Renseignements sur le laboratoire d’accueil

PROPOSITIONTHÈSECNRS-L/UPPA P a g e 1 | 14

PropositiondesujetdethèseCNRS-L/UPPA

2017-2018

CANA-CNRSpourlarecherchemarineauLiban

Danslecadredel’accordentreleConseilNationaldelaRechercheScientifiquedelaRépubliqueLibanaise(CNRS-L)et l’Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA) pour le co-financement des thèses de doctorat dans desthématiquesd’intérêtcommun,troisboursesderecherchesdoctoralespourl’année2017-2018serontmisesenplace.Cesthèsessontproposéesconjointementparunlaboratoirederecherchedel’UPPAetunlaboratoirederecherche libanaisdans lecadred’uneconventiondeco-tutelleoudeco-direction.Ainsi, leséquipessouhaitantproposerdesthèsesdedoctoratpourl’année2017-2018sontpriéesdecompléterceformulairedepropositiondesujetdethèseetdel’envoyerparcourrielavantle11septembre2017à:[email protected](pourCNRSLiban) et [email protected](pour le collège des Ecoles doctorales de l’UPPA). Les sujets retenusserontdiffuséspourl’appelàcandidature,et lasélectionfinaledesboursiersseferaparuncomitémixtedesdeuxinstitutions.


Ilestànoterquelesthématiquesprioritairespourl’année2017-2018sontlessuivantes:- Ressourcesaquatiques- Géophysique/géo-ressources- Archéologie/archéométrie- Géographie/aménagement/télédétection- Eco-construction- Durabilitédesouvrages- Environnement- Energie- Matériaux- Informatique

Piècesàjoindre:

- CVduco-directeurlibanais- CVduco-directeurfrançais


II.FichedeRenseignementssurlelaboratoired’accueilauLiban

Universitéoucentrederecherche: LebaneseUniversity,

Laboratoired’accueil: LaboratoiredeCatalyseOrganométalliqueetMatériaux(LCOM)

NomduDirecteurdulaboratoire: Pr.IyadKaramé

Adresse: DépartementdeChimie-FacultédesSciences,4emeétage,CampusdeRaficHariri,Hadath

Ville:Beyrouth

Tél.: +96170788958Fax:+9615461496

E-Mél:[email protected]@ul.edu.lb

Facultéouorganismeauquelestaffiliélelaboratoired’accueil: FacultyofSciencesI,Hadath

NomduDirecteurdethèse: IyadKARAME(Pr)

LeDirecteurdethèsefait-ilpartiedulaboratoired’accueil: Oui/□Non

Sinon,précisezsonrattachementetsescoordonnées:

- Principauxthèmesderecherchedel’équipeoùseraeffectuéletravaildethèse:CatalyseOrganométallique,ChimieVerte,ChimiedeCO2,SynthèseOrganiqueChimieSupramoléculaireetPolymèresMatériaux,EPDpourl’énergieSolaire

- Listedespublicationsrécentesdel’équipe(3dernièresannées):1- “Synthesis of Enantiopure Arylamines Ligands by Dehydrogenative Alkylation and

Evaluationoftheir Interests inAsymmetricTransferHydrogenation”,BilalEl-Asaad,BorisGuicheret, EstelleMétay, Iyad karamé,Marc Lemaire,. J.Mol. Cat: Chem A, 2016, 411,196-202.

2- “Synthesisofterpenederivativesofethanolamineusingtelomerizationreaction”,WissamZahreddine, Quentin Lelong, Iyad Karamé, Ali Kanj, Catherine Pinel, Laurent Djakovitch,FranckRataboul,TetrahedronLetters,2016,57,452-457.

3- Diglycolamide-Functionalized Resorcinarene for Rare Earths Extraction” MoheddineWehbie,GuilhemArrachart,IyadKaramé,LeilaGhannamandStéphanePellet-Rostaing.”NewJournalofChemistry,2016,40,9344-9351.


4- “TriazoleDiglycolamideCavitandforLanthanideExtraction”.MoheddineWehbie,GuilhemArrachart, Iyad Karamé, Leila Ghannam and Stéphane Pellet-Rostaing. Separation andPurificationTechnology,2016,169,17-24.

5- “ChiralN-arylateddiamine–CoppercomplexescatalyzedasymmetricHenryreaction”BilalEl-AsaadEstelleMétay, Iyadkaramé*andMarcLemaire;MolecularCatalysis,2017,435,76–81.

6- “Spectrally selective coatings obtained from electrophoretic deposition of CuOnanoparticles” Sanaa Shehayeb, Xavier Deschanels, Iyad Karamé, Leila Ghnannam,GuillaumeToquerSurfaceandCoatingsTechnology,2017,322,38–45

7- “Preorganization of diglycolamides on resorcinarene cavitand and its effect on theselectiveextractionandseparationofHREEs”MoheddineWehbie,CarlosArrambide,IyadKaramé,LeilaGhannam,StéphanePellet-RostaingSeparationandPurificationTechnology.SeparationandPurificationTechnology,2017,187,311-318.

8- “Green acetalization of glycerol and carbonyl catalyzed by FeCl3.6H2O” Samira Zaher,Lorraine Christ, Mohamad Abd El Rahim, Ali Kanj, Iyad Karamé* Molecular Catalysis,2017,438,204-213.

Lathèsesera-t-elleeffectuéeenco-tutelleouco-direction:co-tutelle


III.FichedeRenseignementssurlelaboratoired’accueilàl’UPPA

Laboratoired’accueil:IPREMCNRSUMR5254

NomduDirecteurdulaboratoire:R.Lobinski

Adresse:Hélioparc,2avenueduPrésidentAngot

Codepostal-Ville:54053PAUcedex9+

Tél./Mél:0559407605/[email protected]

Ecoledoctoraleauquelestaffiliélelaboratoired’accueil:ED211

NomduDirecteurdethèse:ChristineLartigau-Dagron(MCF/HDRHorsClasse)

LeDirecteurdethèsefait-ilpartiedulaboratoired’accueil:XOui/□Non

Sinon,précisezsonrattachementetsescoordonnées:

Nombredethèsesdirigées(ouco-dirigées)actuellement:2

Pourlescinqdernièresannées,précisezlesthèsessoutenues,laduréeenmoispourchacuned’entreelle,lalistedespublicationsetlasituationactuelledechaquediplômé.

HusseinAWADA(soutenuele10/10/2014,36mois)–ActuellementPostdocIPREM

1)SurfaceInitiatedPolymerizationofA-A/B-BTypeConjugatedMonomersbyPalladiumCatalyzedStilleStep Growth Polymerization: Towards Low Band-Gap Polymer Brushes, H. Awada, A. Bousquet, C.Dagron-Lartigau,L.Billon,RSCAdv2015,5,78436-78440

2) Biomimetic Mussel Adhesive Inspired Anchor to Design ZnO@Poly(3-hexylthiophene) HybridCore@Corona Nanoparticles, H. Awada, L. Mezzasalma, S. Blanc, D. Flahaut, C. Dagron-Lartigau, J.Lyskawa,P.Woisel,A.Bousquet,L.Billon,MacromolRapidCommun2015,36,1486-1491

3) Fluorinated benzothiadiazole-based low band gap copolymers to enhance open-circuit voltage andefficiency of polymer solar cells, H.Medlej, A. Nourdine, H. Awada,M. Abbas, C. Dagron-Lartigau, G.Wantz,L.Flandin,EurPolymJ2014,59,25-35

4) Invited review:Conjugated-PolymerGraftingon Inorganic andOrganic Substrates:ANewTrend inOrganic ElectronicMaterials, A. Bousquet,H. Awada, R. C. Hiorns, C. Dagron-Lartigau, L. Billon,ProgrPolymSci2014,39,1847-1877

5)Versatile functionalpoly(3-hexylthiophene) forhybridparticlessynthesisby thegraftingonto


technique:core@shellZnOnanorods,H.Awada,H.Medlej,S.Blanc,M-H.Delville,R.C.Hiorns,A.Bousquet,C.Dagron-Lartigau,L.Billon,JPolymSciPartA2014,52,30-38

6) Effect of spacer insertion in a commonly used dithienosilole/benzothiadiazole-based low bandgapcopolymerforsolarcells,H.Medlej,H.Awada,M.Abas,G.Wantz,A.Bousquet,E.Grelet,K.Hariri,T.Hamieh,R.C.Hiorns,C.Dagron-Lartigau,EurPolymJ2013,49,4176-4188

MariaLuisaBRAUNGER–(soutenuele19/06/2015)Thèseenco-tutelleavecleBrésil,36moisenFrance,5ansautotal-Postdoc

1)LangmuirandLangmuir-Blodgettfilmsoflow-bandgappolymers,M.L.Braunger,E.A.Silva,H.Awada,V.J.R.Oliveira,H. Santos Silva,D.Bégué,R.C.Hiorns,C. Lartigau-Dagron,C.A.Olivati, Thin Solid Films,soumise

AlbertoGREGORI(soutenuele12/11/2015,36mois)–PostdocSIEMENS

1)TheroleofdonorpolymerandPEDOT:PSSformulationonadhesionprocessesininvertedorganicsolarcells,A.Gregori,A.Tournebize,S.Schumann,H.Peisert,R.C.Hiorns,T.Chassé,C.Lartigau-Dagron,A.Allal,SOLMAT2018,174,25-33

2) Main-chain fullerene and dye oligomers: towards alternating fullerene polymers for organicphotovoltaics,M.Stephen,S.Dowland,A.Gregori,H.SantosSilva,C.M.S.Combe,D.Bégué,C.Graeff,C.Dagron-Lartigau,G.E.Morse,K.Genevicius,K.Arlauskas,G.Juska,A.Distler,R.C.Hiorns,PolymInt2017,66,388-398

3)Design,synthesisandthermalbehaviourofaseriesofwell-definedclickableandtriggerablesulfonatepolymers,J.Kolomanska,P.Johnston,A.Gregori,I.FragaDominguez,H-J.Egelhaaf,S.Perrier,A.Rivaton,

C.Dagron-Lartigau,P.D.Topham,RSCAdv2015,5,66554-66562

4) Synthesis, Thermal Processing, and Thin Film Morphology of Poly(3-hexylthiophene)–Poly(styrenesulfonate) Block Copolymers, H. Erothu, J. Kolomanska, P. Johnston, S. Schumann, D.Deribew,D.T.W.Toolan,A.Gregori,C.Dagron-Lartigau,G.Portale,W.Bras,T.Arnold,A.Distler,R.C.Hiorns,P.Mokarian-Tabari,T.W.Collins, J.R.Howse,P.D.Topham,Macromolecules2015,48,2107-2117

Principauxthèmesderecherchedel’équipeoùseraeffectuéletravaildethèse:

Synthèsesdepolymèresconjugués, soitàbasede fullerènespour synthétiserdespolymèresde typen,soitditsàfaiblebandeinterditepoursynthétiserdespolymèresdetypepabsorbantdansleprocheinfra-rouge.

Listedespublicationsrécentesdel’équipe(pertinentesausujetproposé):

Surface engineering with a functional polymer for PEDOT:PSS-free organic solar cells: time zero performance and stability, H. Awada, A. Tournebize, G. Mattana, L. Rodriguez, D. Flahaut, L. Vellutini, C. Dagron-Lartigau, L. Billon, A. Bousquet, S. Chambon, Adv. Mat. Interfaces 2017, ASAPTowardstheSynthesisofPoly(azafulleroid)s:MainChainFullereneOligomersforOrganicPhotovoltaicDevices,B. Bregadiolli, H. Ramanitra, R. Ferreira, L. Corcoles, Laura,M. Gomes, L. Kang, C. Combe, H. Santos Silva, F.Lavarda,D.Begue,C.Dagron-Lartigau,C.Luscombe,M.Rocco,C.Graeff,C.Olivati,R.C.Hiorns,PolymInt2017,


66,1364-1371

TheroleofdonorpolymerandPEDOT:PSSformulationonadhesionprocessesininvertedorganicsolarcells,A.Gregori, A. Tournebize, S. Schumann,H. Peisert, R. C. Hiorns, T. Chassé, C. Lartigau-Dagron, A. Allal,SOLMAT2018,174,25-33Oligo- and Poly(fullerene)s for Photovoltaic Applications: Modelled Electronic Behaviours and Synthesis, H.SantosSilva,H.H.Ramanitra,B.A.Bregadiolli,D.Bégué,C.F.O.Graeff,C.Dagron-Lartigau,H.Peisert,T.Chassé,R.C.Hiorns,JPolymSciPartA2017,55,1345-1355Main-chain fullereneanddyeoligomers: towardsalternating fullerenepolymers fororganicphotovoltaics,M.Stephen,S.Dowland,A.Gregori,H.SantosSilva,C.M.S.Combe,D.Bégué,C.Graeff,C.Dagron-Lartigau,G.E.Morse,K.Genevicius,K.Arlauskas,G.Juska,A.Distler,R.C.Hiorns,PolymInt2017,66,388-398Hierarchically porous bio-inspired films by combining «breath figure» templating and selectively degradableblock copolymer directed self-assembly, A. Bertrand, A. Bousquet, C. Lartigau-Dagron, L. Billon, Chem Comm2016,52,9562-9565Synthesis of main-chain poly(fullerene)s from a sterically controlled azomethine ylide cycloaddtionpolymerization, H. Ramanitra, H. Santos-Silva, B. Bregadiolli, A. Khoukh, C. Combe, S. Dowland, D. Bégué, C.Graeff,C.Dagron-Lartigau,A.Distler,G.Morse,R.C.Hiorns,Macromolecules2016,49,1681-1691Graphene-basedacceptormoleculesfororganicphotovoltaiccells:apredictivestudyidentifyinghighmodularityandmorphological stability,D. Bégué, E. Guille, S.Metz,M.-A. Arnaud, H. Santos-Silva,M. Seck, P. Fayon, C.Dagron-Lartigau,P.Iratçabal,R.C.Hiorns,RSCAdv2016,6,13653-13656Surface Initiated Polymerization of A-A/B-B Type Conjugated Monomers by Palladium Catalyzed Stille StepGrowthPolymerization:TowardsLowBand-GapPolymerBrushes,H.Awada,A.Bousquet,C.Dagron-Lartigau,L.Billon,RSCAdv2015,5,78436-78440Biomimetic Mussel Adhesive Inspired Anchor to Design ZnO@Poly(3-hexylthiophene) Hybrid Core@CoronaNanoparticles, H. Awada, L. Mezzasalma, S. Blanc, D. Flahaut, C. Dagron-Lartigau, J. Lyskawa, P. Woisel, A.Bousquet,L.Billon,MacromolRapidCommun2015,36,1486-1491Synthesis, Thermal Processing, and Thin Film Morphology of Poly(3-hexylthiophene)–Poly(styrenesulfonate)BlockCopolymers,H.Erothu,J.Kolomanska,P.Johnston,S.Schumann,D.Deribew,D.T.W.Toolan,A.Gregori,C.Dagron-Lartigau, G. Portale,W. Bras, T. Arnold, A. Distler, R.C. Hiorns, P.Mokarian-Tabari, T.W. Collins, J. R.Howse,P.D.Topham,Macromolecules2015,48,2107-2117Isthereaphotostableconjugatedpolymerforefficientsolarcells?A.Tournebize,J-L.Gardette,C.Taviot-Guého,D.Bégué,M-A.Arnaud,C.Dagron-Lartigau,H.Medlej, R. C.Hiorns, S. Beaupré,M. Leclerc,A.Rivaton,PolymDegradation&Stability2015,112,175-184

Fluorinatedbenzothiadiazole-basedlowbandgapcopolymerstoenhanceopen-circuitvoltageandefficiencyofpolymersolarcells,H.Medlej,A.Nourdine,H.Awada,M.Abbas,C.Dagron-Lartigau,G.Wantz,L.Flandin,EurPolymJ2014,59,25-35

Invited review: Conjugated-Polymer Grafting on Inorganic and Organic Substrates: A New Trend in OrganicElectronicMaterials,A.Bousquet,H.Awada,R.C.Hiorns,C.Dagron-Lartigau,L.Billon,ProgrPolymSci2014,39,1847-1877

Invited review:Stabilisingpolymer(r-basedbulkheterojunctionsolarcellsviacross-linking,G.Wantz,L.Derue,O.Dautel,A.Rivaton,P.Hudhomme,C.Dagron-Lartigau,PolymInt2014,63,1346-1361

Versatile functional poly(3-hexylthiophene) for hybrid particles synthesis by the grafting onto technique:core@shell ZnOnanorods, H. Awada,H.Medlej, S. Blanc,M-H.Delville, R. C.Hiorns, A. Bousquet, C.Dagron-Lartigau,L.Billon,JPolymSciPartA2014,52,30-38

Effectofspacerinsertioninacommonlyuseddithienosilole/benzothiadiazole-basedlowbandgapcopolymerforsolarcells,H.Medlej,H.Awada,M.Abas,G.Wantz,A.Bousquet,E.Grelet,K.Hariri,T.Hamieh,R.C.Hiorns,C.Dagron-Lartigau,EurPolymJ2013,49,4176-4188

Newinsights intothemechanismsofphoto-degradation/stabilizationofP3HT:PCBMactive layersusingpoly(3-hexyl-d13-thiophene),A.Tournebize,P-O.Bussière,A.Rivaton,J-L.Gardette,H.Medlej,R.C.Hiorns,C.Dagron-


Lartigau,F.C.Krebs,K.Normann,ChemMater2013,25,4522–4528

Enhancedthermalstabilityoforganicsolarcellsbyusingphotolinkableend-cappedpolythiophenes,S.Khiev,L.Derue,G.Ayenew,H.Medlej,R.Brown,L.Rubatat,R.C.Hiorns,G.Wantz,C.Dagron-Lartigau,PolymChem2013,4,4145-4150

Facile synthesis of poly(3-hexylthiophene)-block-poly(ethylene oxide) copolymers via Steglich esterification, H.Erothu,A.A.Sohdi,A.C.Kumar,A.J.Sutherland,C.Dagron-Lartigau,A.Allal,R.C.Hiorns,P.D.Topham,PolymChem2013,4,3652-3655

TheoreticalandExperimentalStudyof LowBandGapPolymers forOrganicSolarCells,A.Dkhissi, F.Ouhib,A.Chaalane,R.C.Hiorns,C.Dagron-Lartigau,P.Iratçabal,J.Desbrières,C.Pouchan,PhysChemChemPhys2012,14,5613-5619

Effect of Molar Mass and Regioregularity on the Photovoltaic Properties of a Reduced Bandgap Phenyl-SubstitutedPolythiophene,F.Ouhib,G.Dupuis,R.deBettignies,S.Bailly,A.Khoukh,H.Martinez,J.Desbrières,R.C.Hiorns,C.Dagron-Lartigau,JPolymSciPartA2012,50,1953-1966


IV.SujetdethèseAfairesignerobligatoirementpartouslesco-directeurs

IV.1.TitreElaborationdematériauxnovateursàbasedepolymèresabsorbantdansleprocheinfra-rouge

pourlephotovoltaïqueorganique

*Lathèsefait-ellepartied’unprojetderecherchefinancéparleCNRS-L:□Oui/XNon

Sioui,précisez:

*La thématique sous laquelle s’inscrit la thèse fait-elle partie des priorités de cet appel pour l’année

2017-2018(voirannexe):XOui/□NonSioui,précisez(possibilitédechoisirplusqu’une):Energie

Sinon,définirune:

IV.2.Résumé(nepasdépasser200mots)

Le sujet envisagé dans ce projet de thèse en co-tutelle Franco-Libanais est de réaliser des polymèressemi-conducteursabsorbantdansleprocheinfra-rougepourledomainedel’énergie(photovoltaïque),avec tout un volet de modification de ces polymères pour leur conférer des propriétés d’auto-assemblagepourcontrôlerlamorphologiedelacoucheactive.

Depuisplusieursannées,deschercheursdel’IPREMtravaillentsurl’élaborationdetelspolymèrespourdifférentes applications, diodes électroluminescentes, photovoltaïque, matériaux d’interface et noussouhaitonsmettre à profit cette expérience d’élaboration pour les deux domaines cités ci-dessus. Cetravail sera renforcé par la collaboration avec Pr Iyad Karamé (Université Libanaise, Laboratoire deCatalyse Organométallique et Matériaux) pour les synthèses des monomères pi-conjugués et despolymères,quifontappelàdescompétencesspécifiquesdecatalyseorganométallique.

Le doctorant réalisera un séjour au Liban au début de sa thèse pour une partie des synthèses desmonomères et effectueramajoritairement le reste du travail (synthèses de polymères et les diversescaractérisations)àl’IPREM,France.Lesessaisdesdifférentespolymèresencellulessolairesorganiquesserontréalisésencollaborationavecl’IMS(Bordeaux,France)quiestunpartenairedelonguedateavecl’IPREMpourcetteapplication,autraversdeplusieursprojets,enparticulierANR.


IV.3.Contexteetproblématique(nepasdépasser200mots)

Lespolymèresconjuguésontétédécouvertsen1977etdepuislorsconnaissentunessorcroissantpour différentes applications. D’abord utilisés comme matériaux conducteurs, depuis 20 ans ils sontplutôtdéveloppésentantquesemi-conducteurspourlesdiodesélectroluminescentes,lestransistors,lephotovoltaïque, les photodétecteurs, etc. En fonction de leur structure chimique, ils peuvent absorberdifférentesgammesdelongueursd’ondeallantdel’ultra-violetàl’infrarougeenpassantparlevisible.

Dansunsoucid’améliorerlerendementdescellulesphotovoltaïquesorganiques,ilestnécessaired’augmenterl’absorptiondufluxdephotons,cequipasseparlaréductiondelabandeinterdite.Ainsi,lespolymèreslesplusprometteurspourcetteapplicationdoiventabsorberdanslevisiblemaisaussidansleprocheinfra-rouge.Al’IPREM,l’activitéd’élaborationdepolymèrespourcetteapplicationexistedepuisplusde10ans,etdepuisenviron5ansnousélaboronsdespolymèresabsorbantdans leproche infra-rouge.L’IPREMadonc lescompétences requisespourélaborer lesmatériauxvisésdans lecadredeceprojet.CetteactivitéestdeplusenparfaiteadéquationavecleprojetE2S(EnergyEnvironmentSolutions)récemmentenplaceàl’UPPAavecdeuxorganisationsINRAetINRIA.

Le laboratoire de l’Université Libanaise, a des compétences dans la catalyse organométallique(classiqueetmoderne)etorganocatalysepour lasynthèseorganique, ilestéquipépar leséquipementsnécessaires,telsquelesinstrumentsd’analyses(RMN,IR,MS,..).

Ceprojetdethèseenco-tutelleest l’opportunitédedémarrerunecollaborationentrecesdeuxpartenairesquinetravaillentpasencoreensemble,maisquiontdescompétencestrèscomplémentaires.

IV.4.Descriptifdesobjectifsetdel’impact(nepasdépasser200mots)

L’objectifdeceprojetestd’améliorerlesperformancesdecellulessolairesorganiquesentravaillantsurl’augmentationdurendementdeconversionetaussisurlastabilitédesperformancesdansletemps.

Pourcefaire,lastratégieestenvisagéeendeuxtemps:

- réaliser de nouveaux polymères pi-conjugués absorbant dans le proche infra-rouge pouraméliorerlerendementdeconversion.

- utiliser ces polymères pour réaliser des copolymères à blocs ou pour les fonctionnaliser,permettantdeleurconférerdespropriétésd’auto-assemblagepourmaîtriserlamorphologiedelacoucheactivedescellulessolairesorganiquesetassurerlastabilitédesperformances.

Le premier volet stratégique est plus immédiat grâce à l’expertise des deux partenaires pour lesméthodesdesynthèsenécessaires.Ilrestecependantàdévelopperdenouveauxpolymèresdefaçonàmoduler la gamme d’absorption pour recouvrir au maximum le spectre d’émission du soleil et enparticulier l’étendrevers leproche infra-rouge.Depar l’expériencedesdeux laboratoires impliqués, lerisqueestfaibleàcestade.


Ledéfiestplusgrandpourladeuxièmestratégie.Eneffet,peudetravauxàl’heureactuellesepenchentsurlaréalisationdecopolymèresàblocsoudepolymèresfonctionnalisésàbasedepolymèresabsorbantdansleprocheinfra-rouge.Touteunepartiedeceprojetdethèseseradoncconsacréeàlamodificationdespolymèresinitiauxpourleurconférercespropriétésd’auto-assemblageetainsipouvoircontrôlerlamorphologie de la couche active. Ce paramètre reste un point clé important pour le rendement deconversiondescellules,maissurtoutpourleurduréedevie.L’impactdecettepartieestjugéfortparlespartenaires.

IV.5.Aspectappliquéet/ouaspectinnovateur(nepasdépasser200mots)

Depuisunevingtained’annéeslesrecherchessurlesmatériauxorganiquespourlescellulessolairesontprisuneampleurconsidérable,toutd’abordaveclesdérivésdupolythiophène,etplusrécemmentavecunenouvelle classedematériauxdits à faible bande interdite, pour palier les limites d’absorptiondupolythiophène. Ces matériaux qui peuvent être des copolymères, alternent deux types de briquesélémentaires (riche et pauvre en électron), permettant de moduler quasi à l’infini les propriétésd’absorption.Cependant,allerversleprocheinfra-rouge,làoùlefluxdephotonsémisparlesoleilestleplusfortresteundéfi important.Cettestratégieestutiliséeà l’IPREMdepuisplusieursannées1etplusparticulièrement dans le cadre des projets TAPIR et TAMANOIR 2 . L’aspect innovateur de cettepropositiondethèseestderéaliserdescopolymèresàblocsavecunblocabsorbantdansleprocheinfra-rouge et l’autre semi-conducteur (ou non) pour apporter les propriétés d’auto-assemblage. Lafonctionnalisationdecespolymèresenboutdechainepardesgroupementspourréaliserlegreffagesurdes surfaces inorganiques reste aussi une stratégie peu développée à l’heure actuelle qui estprometteusepourcontrôlerlastructurationdelacoucheactivedescellulessolairesorganiques.

1 Fluorinated benzothiadiazole-based low band gap copolymers to enhance open-circuit voltage andefficiencyofpolymersolarcells,H.Medlej,A.Nourdine,H.Awada,M.Abbas,C.Dagron-Lartigau,G.Wantz,L. Flandin, Eur Polym J 2014, 59, 25; Effect of spacer insertion in a commonly useddithienosilole/benzothiadiazole-based low bandgap copolymer for solar cells, H. Medlej, H. Awada, M.Abas,G.Wantz,A.Bousquet,E.Grelet,K.Hariri,T.Hamieh,R.C.Hiorns,C.Dagron-Lartigau,EurPolymJ2013,49,41762 TAPIR : Technologie Alternative pour les Photodétecteurs Infra-Rouge, ANR-15-CE24-0024-03 ;TAMANOIR (CRA) TechnologieAlternative pour la réalisation deMatrices deNouveaux photodétecteursOrganiquesInfra-Rouge


IV.6.Etatdes recherchesdans ledomaineavant la thèse (nepasdépasser200mots)+Ref.BibliographiquesLes résultatspubliés sur ledéveloppementdepolymèresà faiblebande interdite sontpléthoriquesetbeaucoup d’articles de revue sont régulièrement édités permettant de répertorier la multitude destructurespossibles1,2,3,4.Néanmoins,lesétudesrelativesauxpolymèresabsorbantdansleprocheinfra-rougesontbeaucoupmoinsnombreuses5,6.Ledéfiprincipalestd’allierlespropriétésd’absorptionàlastabilisationde lamorphologiede la coucheactivepar la réalisationdematériauxnanostructurésquipeut êtreobtenuepar auto-assemblage.Unedespossibilités, est de réaliser des copolymères àblocsavec un bloc souple qui permettra de favoriser la structuration, quelques exemples uniquement sontreportés dans la littérature avec un bloc conjugué absorbant dans le proche infra-rouge7,8,9. L’autrepossibilitéestdefonctionnaliserlespolymèresàfaiblebandeinterditepourlesgrefferensuitesurdessurfaces inorganiques, permettant d’obtenir un matériau hybride donneur/accepteur. Ce type dematériaux permet de s’affranchir dumélangephysiquedudonneur et de l’accepteur nécessaires à laconversionphotovoltaïque,maisquisouventseségrègentaucoursdutemps,entrainantdesbaissesdeperformances. Dans le cas des polymères à faible bande interdite, la fonctionnalisation en bouts dechaineestundéfi,maisdesrésultatsrécents10montrentdesavancéesouvrantlaporteàlapréparationdematériauxnovateurs.

(1) Bian,L.;Zhu,E.;Tang,J.;Tang,W.;Zhang,F.Prog.Polym.Sci.2012,37,1292–1331.(2) Liu,C.;Wang,K.;Gong,X.;Heeger,A.J.ChemSocRev2016,45,4825–4846.(3) Duan,C.;Huang,F.;Cao,Y.J.Mater.Chem.2012.(4) Gendron,D.;Leclerc,M.EnergyEnviron.Sci.2011,4,1225–1237.(5) Dou,L.;Liu,Y.;Hong,Z.;Li,G.;Yang,Y.Chem.Rev.2015,115,12633–12665.(6) Zhou,E.;Hashimoto,K.;Tajima,K.Polymer2013,54,6501–6509.(7) Zappia,S.;Mendichi,R.;Battiato,S.;Scavia,G.;Mastria,R.;Samperi,F.;Destri,S.Polymer2015,80,245–258.(8) Yassar,A.;Miozzo,L.;Gironda,R.;Horowitz,G.Prog.Polym.Sci.2013,38,791–844.(9) Bicciocchi,E.;Haeussler,M.;Rizzardo,E.;Scully,A.D.;Ghiggino,K.P.J.Polym.Sci.PartPolym.Chem.2015,

53,888–903.(10)Robb,M.J.;Montarnal,D.;Eisenmenger,N.D.;Ku,S.-Y.;Chabinyc,M.L.;Hawker,C.J.Macromolecules2013,

46,6431–6438.

IV.7. Programme de recherche prévu pour la thèse etcontributiondesdifférentspartenaires(nepasdépasser200mots)

Année1:synthèsesdemonomères(LCOMetIPREM),synthèsedespremierspolymèresabsorbantdansleproche infra-rouge(LCOMet IPREM).Auseinde l’IPREM,cettepartieseraréaliséeencollaborationavecAntoineBousquet.


Année2: Synthèseset caractérisationsdespolymères (IPREM),enparticulierencollaborationavecS.Blanc pour la caractérisation opto-électronique (IPREM). Début de la réalisation des matériauxpolymèresmodifiéset/oudescopolymèresàblocs(IPREM).

Année3:Suitedelasynthèsedesmatériauxpolymèresmodifiésetgrefféssurdessurfacesinorganiques,ainsi que des copolymères à blocs (IPREM). Etude d’auto-assemblage de ces matériaux (IPREM).Caractérisationsencellulessolairesorganiques(collaborationavecIMS,Bordeaux,France)

IV.8. Calendrierprévisionneldesmobilités1èreannée(2017-2018), ilestproposéque ledoctoranteffectue les3premiersmoisauLCOM(Liban),pour lamise en place duprojet et les premières synthèses demonomères. Il/elle passera la suite del’annéeàl’IPREM(France).

Aumomentoùceprojetestdéposé,ilestprobablequePrYiadKaraméfasseunlongséjourenFrancedurantcetteannée,auquelcasilpourravisiterl’IPREM.

2èmeannée(2018-2019), ledoctorantpasseral’annéeenFrance,pourlasynthèsedespolymères, leurscaractérisationsetl’élaborationdesmatériauxmodifiéspourl’auto-assemblage.

3ème année (2019-2020) Le doctorant restera majoritairement en France pour la réalisation desmatériaux àbasedepolymèresmodifiés et l’étudede l’auto-assemblage. Il/elle pourra faireun courtséjouràBordeauxpourlacaractérisationdesmatériauxencellulessolaires(IMS).Ilestproposéqueles3derniersmois,il/elleretourneauLibanpourlarédactiondelathèse.

IV.9. Diffusion/valorisationdesrésultatsQuandilserajugéapproprié,lesrésultatsseronttoutd’abordexaminéspourunéventueldépôtde brevet(s). Ces résultats pourront concerner l’un ou l’autre des partenaires, ou les deux. Ladiffusionprincipaleserafaitepar lebiaisdeprésentationsscientifiquesoralesdansdescongrèsinternationaux et surtout la publication dans des journaux à comité de lecture à haut facteurd’impact.


IV.10. CompétencesrequisesCompétenceset/ouconnaissancesensynthèsesdechimieorganiqueetcatalyseorgano-métallique.

Compétences et/ou connaissances en polymère, en particulier en méthodes de polymérisations etcaractérisationsopto-électroniquesetspectroscopiques.

Date:9/9/2017

Nomsetsignatures(directeursdethèse)

Pr.IyadKaramé DrChristineLartigau-Dagron

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