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Mots clefs
Biocapteurs (développement), circuits intégrés optiques (conception, fabrication, tests), couches minces chalcogénures (dépôt, gravure, fonctionnalisation).
Contexte et enjeu du projet
Les maladies fongiques des plantes sont causées par des champignons dont la présence sur les exploitations agricoles nécessite des traitements fongicides préventifs. En effet, bien que ces parasites, dits « champignons phytopathogènes », se propagent rapidement via leurs spores, les signes visibles sur les exploitations n’apparaissent que plusieurs jours après la contamination. C’est ce laps de temps trop long qui aboutit à l’épandage de grandes quantités de produits phytosanitaires. La réduction de l’utilisation des produits phytosanitaires, devenue un enjeu majeur de santé publique et environnemental, passe donc par la détection précoce des spores de ces champignons.
Ce doctorat s’inscrit dans le cadre d’un projet ANR intitulé MICROCAN (MICRO-Capteurs optiques pour l’Agriculture Numérique) dont l’objectif est de développer des capteurs pour la détection des spores, et donc de permettre un diagnostic précoce du risque.
Dans ce contexte, les travaux de thèse visent à concevoir, fabriquer et tester des circuits optiques à partir de couches minces en matériaux chalcogénures, matériaux transparents dans toute la gamme infrarouge où se situent les bandes d’absorption d’une grande majorité des (bio)molécules. Il s’agira ensuite d’intégrer ces circuits en tant que sondes dans les biocapteurs. La technologie envisagée est générique, et pourra être fonctionnalisée pour détecter diverses espèces (bio)chimiques.
Objectif et programme de la thèse
Au cours de la thèse, le doctorant s’intéressera plus particulièrement au développement des composants optiques intégrés à base de couches minces chalcogénures fonctionnalisées.
Le programme de recherche proposé est le suivant :
- Conception et fabrication des sondes, à savoir des structures guidantes chalcogénures. Différents types de structures pourront être fabriquées et testées tout au long du doctorat : guides droits et courbes, diviseurs, combineurs, interféromètres ou encore résonateurs.
- Fonctionnalisation des zones sensibles des biocapteurs. Une approche par voie sol-gel sera privilégiée.
- Caractérisation des structures développées et encapsulation.
- Conception et validation expérimentale des capteurs développés.
Conditions et déroulement
Cette thèse se déroulera sur 3 ans à partir de la rentrée 2023 et sera menée en collaboration entre l’UMR ITAP (centre INRAE de Montpellier), l’Institut Charles Gerhardt de Montpellier (ICGM) et l’Institut d’Électronique et des Systèmes (IES). La société montpelliéraine Mycea, société qui recherche des solutions naturelles pour la santé des plantes, sera également partenaire de ces travaux.
La thèse sera co-dirigée par Caroline Vigreux (ICGM – https://www.icgm.fr/caroline-vigreux/) et par Ryad Bendoula (INRAE – https://www6.montpellier.inrae.fr/itap-comic/) et co-encadrée par Raphaël KRIBICH (IES) et Mikhaël MYARA (IES).
L’école doctorale de rattachement du doctorant sera l’ED GAIA de l’université de Montpellier (https://gaia.umontpellier.fr/).
Profil du candidat recherché
Le candidat recherché devra présenter des compétences dans les domaines des matériaux et de la micro fabrication. Des connaissances dans le domaine de la photonique sont souhaitées. Enfin, le candidat devra faire preuve d’un goût prononcé pour les travaux expérimentaux et avoir des qualités rédactionnelles avérées en français et en anglais. Il devra également avoir des qualités organisationnelles lui permettant de planifier son travail et de respecter les échéances de la thèse.
Contacts
Caroline Vigreux, ChV-ICGM, Université Montpellier email: caroline.vigreux@umontpellier.fr
Ryad Bendoula, ITAP, Inrae Montpellier email: ryad.bendoula@inrae.fr