Les isolants des câbles électriques sont, la plupart des fois, constitués de polymères. Il s'agit de matériaux complexes, incluant le polymère proprement dit mais aussi des additifs (antioxydants, plastifiants, retardateurs de flamme). Ces matériaux évoluent avec le temps, ils vieillissent (typiquement par oxydation) plus ou moins rapidement en fonction de leur environnement. Parmi les conditions les plus contraignantes sont celle rencontrées par les câbles des centrales nucléaires, où l'irradiation participe au processus de vieillissement. Parmi les méthodes non destructives, la reflectométrie et la spectroscopie diélectrique permettent de sonder les propriétés fonctionnelles des câbles (donc leur qualité d'isolants) et d'en extraire leurs permittivité réelle et complexe, et de voir donc l'évolution de ces propriétés avec le vieillissement du câble. Il n'est toutefois pas facile de faire le lien entre défauts à l'échelle microscopique et modifications des propriétés macroscopique. Pour cela il faut être capable de simuler, à partir de l'échelle atomique, les variations des propriétés diélectriques induites par les modifications chimiques qui interviennent à l'échelle moléculaire. Le but de ce stage est d'appliquer des méthodes de simulation à l'échelle atomique (dites ab initio) afin de prédire, en fonction des concentrations des espèces créées au cours du vieillissement (carbonyles de différentes formes, insaturations, ruptures de chaîne ou réticulations) leurs fonctions diélectriques, dans les limites de haute et basse fréquence, mais aussi en fonction de la fréquence. Pour cela les calculs ab initio, notamment de la polarisabilité [1] de certaines molécules, seront associés à des modèles classiques, pour la variation en fréquence [2], et d'autres plus récents [3] pour des matériaux nanostructurés.

[1] A. Rizzo et al., J. Chem. Phys. 121, 8814 (2004) https://doi.org/10.1063/1.1802771.
[2] F. Kremer and A. Schönhals, Eds. Broadband dielectric spectroscopy. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2003. https://doi.org/10.10007/978-3-3-642-56120-7.
[3] A. Natan, N. Kuritz, and L. Kronik, "Polarizability, Susceptibility, and Dielectric Constant of Nanometer-Scale Molecular Films: A Microscopic View," Adv. Funct. Mater., vol. 20, no. 13, pp. 2077 -2084, May 2010, https://doi.org/10.1002/adfm.200902162.

Formation en physique ou chimie théorique, en particulier physique/chimie du solide.

Méthodes numériques, programmation, connaissance de l'environnement Linux.