Stage : comprendre et prédire la migration des espèces chimiques dans les polymères par simulation moléculaire et rmn

Stage : Comprendre et prédire la migration des espèces chimiques dans les polymères par Simulation Moléculaire et RMN

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📅 Début : Février 2026

📅 Durée : 6 mois

📖 Niveau d’études : BAC+5, études scientifiques en école d’ingénieur ou en université

📍Localisation : Site de Ladoux, CLERMONT-FERRAND

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Comprendre et prédire la migration des espèces chimiques dans les polymères par Simulation Moléculaire et RMN



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Contexte

Pour garantir l’excellence de ses services et de ses produits, Michelin développe des matériaux innovants, capables de satisfaire à de fortes contraintes sur une multitude de performances.

Ses solutions relèvent de la connaissance d’une structure microscopique complexe : des charges inorganiques nanoscopiques sont intégrées dans une matrice composée de plusieurs phases polymères et enrichie avec adjuvants et molécules de différentes natures chimiques.

De nombreuses espèces chimiques, qu’elles soient partie intégrante de la composition du pneumatique ou qu’elles viennent de l’environnement externe, ont tendance à migrer, réagir et amener des évolutions dans les propriétés macroscopiques du matériau.

Les méthodes numériques (modélisation, dynamique moléculaire, méthodes Monte-Carlo, …) sont de puissants outils pour évaluer le lien entre la structure d’un système et sa perméabilité. Elles permettent d’approfondir notre connaissance théorique et de soutenir les enjeux majeurs liés à la recherche de nouveau matériaux innovants.



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Description de la mission

L’objectif du stage est d’investiguer la capacité prédictive des outils de simulation moléculaire pour la migration d’espèces chimiques dans une matrice polymère.

Deux grandeurs nous intéressent particulièrement :

- La diffusivité : c’est à dire la mobilité spatiale des molécules.

- La solubilité : qui exprime les conditions thermodynamiquement favorables à la dissolution des molécules dans le système.

Dans un premier temps, il s’agira de calculer la diffusivité de petites molécules au sein d’une matrice élastomère donnée.

Pour cela, le stagiaire se familiarisera avec l’environnement High Performance Computing (HPC) de Michelin.

Il prendra en main et utilisera les codes de simulation moléculaire (LAMMPS / GROMACS) ainsi que les post-traitements associés pour extraire les diffusivités des petites molécules au sein de la matrice élastomère.

Une comparaison aux valeurs expérimentales, obtenues par RMN à gradient de champ pulsé (PFG-NMR) permettra de valider l’approche numérique.

L’analyse critique des résultats permettra de déterminer la robustesse des approches, d’identifier les limites et d’orienter de futures améliorations.

Selon l’avancement, le calcul de la solubilité de ces mêmes petites molécules pourra être envisagée.



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Livrables

Le stagiaire devra fournir les livrables suivants :

- Une méthode de calcul robuste et pertinente des grandeurs souhaitées, construite avec l’accompagnement de l’équipe encadrante ;

- L’analyse critique des résultats obtenus avec cette méthode et des perspectives d’évolution/application ;

- Un rapport de ses travaux incluant les méthodes, résultats et conclusions ;

- Une présentation de fin de stage aux équipes inclues dans son suivi.



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Apports pour le candidat

À travers ce stage, l’étudiant aura l’opportunité de découvrir et de mettre en pratique des méthodes de simulations robustes et avancées appliquées à la physico-chimie des polymères ; et découvrira la RMN à gradient de champ.

Il évoluera au sein d’un environnement de R&D industriel, en interaction avec des spécialistes en physicochimie et en modélisation numérique.



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Profil recherché

On demande une bonne connaissance préalable en physico-chimie et physique des polymères.

Le candidat doit avoir une appétence pour la simulation numérique, et la science des matériaux.

Rigueur scientifique, autonomie et bonne communication sont des qualités qui sont recherchées chez le candidat.

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