L'actu des ED : Abbé-Grégoire et SMI

Appel à candidature pour l’attribution d’un contrat doctoral « Industrie 4.0 » (2022)

26 avril 2022
2 juin 2022

Date limite de dépôt des candidatures : 23 mai 2022

Profil du candidat et conditions de recrutement

Le candidat doit être titulaire d’un diplôme national de master ou d’un autre diplôme conférant le grade de master, à l’issue d’un parcours de formation ou d’une expérience professionnelle établissant son aptitude à la recherche. Si cette condition de diplôme n'est pas remplie, le chef d'établissement peut, par dérogation et sur proposition du conseil de l'école doctorale, inscrire en doctorat des personnes ayant effectué des études d'un niveau équivalent ou bénéficiant de la validation des acquis de l'expérience prévue à l'article L. 613-5 du code de l'éducation. 

Le candidat devra être issu d’une formation de master ou d’ingénieur en sciences des matériaux ou en chimie des matériaux, mais également avoir des connaissances en sciences économiques (ou vouloir les développer). Il devra montrer une profonde motivation pour l’ensemble des thématiques scientifiques et sociétales de la transition environnementale et un goût pour l’interdisciplinarité sont par ailleurs souhaitables. Les compétences recherchées sont les suivantes : matériaux et procédés, chimie, électrochimie, économie des matières premières, modélisation. 

Conditions d'accueil

L’école doctorale de rattachement est l’ED 432 Sciences des métiers de l’ingénieur

Lieux d’accueil :  

L’unité de recherche Pimm (Procédés et ingénierie en mécanique et matériaux)
292 rue Saint-Martin 75003 Paris – Conservatoire national des arts et métiers ; 151 boulevard de l’hôpital 75013 Paris - Arts et métiers  

Laboratoire Lirsa (laboratoire interdisciplinaire de recherche en sciences de l’action)
2 rue Conté, 75003 Paris - Conservatoire national des arts et métiers . 

Encadrement doctoral : 

Stéphane DELALANDE, titulaire de la chaire Matériaux avancés et procédés innovants 

Yves JEGOUREL, titulaire de la chaire Economie des matières premières et transitions durables.  

Spécialité de doctorat : Sciences pour l’ingénieur spécialité Matériaux. 

Sujet de thèse : Analyse de l’endogénéité entre technologies de la transition environnementale et la disponibilité des matières premières pour la préconisation industrielle et les solutions de recherche de rupture.

Contexte scientifique

Depuis la fin des années deux-mille, réduire l’impact environnemental de l’activité humaine est devenu tout autant une nécessité incontestable qu’une urgence planétaire. En ce début du 21ème siècle, une attention particulière est portée sur la réduction de l’émission des gaz à effet de serre dans l’atmosphère et également sur la limitation de l’utilisation des ressources non renouvelables. Ces contraintes externes, indispensables à la préservation de l’homme sur notre planète, incitent les politiques à orienter la société vers des solutions technologiques et industrielles permettant une réduction de l’impact environnemental de ses activités. Celles-ci s’inscrivent dans deux schémas principaux : l’essor de l’électromobilité et le soutien aux développements des énergies renouvelables d’une part, et le remplacement de matériaux issus de ressources fossiles par des matières biosourcées, d’autre part. Ces différentes technologies reposent sur l’utilisation de matières premières dont la disponibilité physique n’interrogeait guère mais qui, dans le cadre d’une utilisation massive et mondialisée, sont désormais considérées comme critiques. Elles imposent, à l’image de la France et du rapport Varin1, la mise en œuvre de stratégies industrielles et financières de sécurisation des approvisionnements. Nombre de rapports d’organismes internationaux (tels que l’Agence internationale de l’énergie) ou d’articles scientifiques [1-7] ont mis en lumière l’importance des risques de disponibilité à long terme pour un certain nombre de minerais et métaux. C’est notamment le cas du cuivre dont la quasi-totalité des ressources mondiales connues pourraient être consommées en raison du caractère central de ce métal dans l’ensemble des technologies basées sur l’électricité comme énergie de base. Parallèlement, depuis maintenant 20 ans, l’accent est mis sur le remplacement des matières pétro-sourcées (carburant, polymères, charges, etc.) par des matières issues de la biomasse. Tant que les applications se voulaient confidentielles pour diminuer l’impact environnemental de certains produits, les quantités affichées de biomasses disponibles sur terre semblaient illimitées. L’affaire récente de l’huile de palme utilisée pour synthétiser des bio-carburants ou bien celle des esters méthyliques de colza pour substitués le diesel (années 2000) nous rappellent désormais les équilibres fragiles des écosystèmes terrestres. Dans le premier cas, cela nuit gravement à la disponibilité de l’habitat pour les Orangs-outangs, dans le second des végétaux nourriciers pour le bétail étaient détournés de leur fonction première. Cette pression environnementale se retrouve également sur la disponibilité en eau, à l’instar de celle à laquelle l’industrie cuprifère doit se confronter. Au-delà des ressources minérales ou agricoles, c’est également l’usage des sols qu’il convient d’analyser, l’idée de compenser les émissions de carbone positives par des plantations d’arbres dans leur fonction de captage et de stockage du carbone étant incompatible avec la disponibilité des terres permettant de le faire. 

Sur le plan économique, cet effet de report des technologies de la transition environnementale sur la demande de certaines matières premières et matériaux se couple à des effets structurels de long terme d’évolution de nos sociétés (essor démographique, urbanisation, mutation des habitudes alimentaires, etc.). Conséquence d’une élévation de cette demande et d’une offre contrainte, il peut se traduire par une élévation des prix et imposer alors une nouvelle évolution/rupture technologique, à l’instar des mutations observées au sein de la technologie Lithium-ion nickel, manganèse, cobalt (NMC 811 vs NMC 111), par exemple.

Objectifs et méthodes du travail doctoral 

Actant de l’importance de cette endogénéité existante entre les choix technologiques, la disponibilité des ressources et le prix/coût (incluant l’existence d’externalités environnementales négatives) des ressources naturelles et des matières premières, le sujet proposé souhaite pouvoir apporter une vision globale des impacts des orientations technologiques stratégiques qui peuvent être à court ou moyen terme pertinentes mais peuvent à plus long terme, poser de sérieux problèmes sur l’équilibre aux systèmes économiques et écologiques. De plus, il est proposé de développer des modèles génériques couplant choix technologiques, déplétion en matières premières et incidence sur les rentabilités des technologies. Les travaux s’orienteront sur des matériaux comme le cuivre, l’aluminium, le nickel, le chrome, les PGM, le manganèse et les bioressources pour apporter des premières réponses aux orientations actuelles. Un tel outil permettra également d’orienter, à terme, les thématiques prioritaires de recherche pour les entreprises. Car, il permettra d’évaluer, à priori, des solutions innovantes. Il s’agira, plus précisément, de pouvoir identifier les solutions technologiques permettant de répondre simultanément aux grands enjeux de la transition environnementale et aux besoins exprimés par le consommateur tout en limitant l’effet de dépendance aux ressources. De ce point de vue, ce travail doctoral doit pouvoir mettre en évidence, dans les choix technologiques de demain, l’ensemble des arbitrages possibles entre efficacité technologique, maîtrise des coûts et minimisation des externalités environnementales (voire sociétales) négatives. 
Pour pouvoir mettre en place une telle étude, une connaissance fine du triptyque technologie/matériaux/procédés est nécessaire afin de rapidement faire le lien entre ressources nécessaires pour une technologie donnée et l’évaluation des besoins réels à grande échelle. Les modèles seront validés, dans un premier temps, sur les données existantes pour certaines matières premières comme le cobalt, l’antimoine ou le lithium. Une maîtrise des mécanismes de formation des prix des matières premières (et donc des déterminants des choix d’investissement des entreprises productrices) serait également souhaitable. 

En savoir plus +Bibliographie indicative

Dossier de candidature

Le dossier de candidature contiendra les pièces suivantes dans un seul fichier PDF

  • CV du candidat précisant son parcours universitaire ;
  • Lettre de motivation ;
  • Relevés de notes du master, son classement, justificatif d’obtention du diplôme donnant droit à l’inscription en doctorat ;

Les étudiants de master n’ayant pas encore validé leur master (la validation devra être effective au 10 septembre 2022) fourniront l’attestation de notes du premier semestre ; 

  • Score au TOEIC ou test d'anglais équivalent.

Dépôt des candidatures jusqu’au 23 mai 2022 à adresser par voie électronique à suivi.doctorants@cnam.fr et à déposer sur Adum.

Jury

L’adjoint de l’administrateur général en charge de la recherche, les directeurs et directrices des deux écoles doctorales concernées ou leurs représentants, 2 enseignants-chercheurs des deux écoles doctorales concernées choisis en fonction de leurs compétences dans le domaine.

Auditions

L’audition des candidats retenus aura lieu le 2 juin 2022.  

Les candidats présenteront leur projet de thèse devant le jury durant un entretien de 30 minutes maximum (15 minutes de présentation suivies de 15 minutes de discussion). Les candidats recevront une convocation. Un vidéoprojecteur sera mis à leur disposition dans la salle d’audition. 

Si le contexte sanitaire l’exigeait, ces auditions pourront être réalisées par des moyens de communication à distance (type visio-conférence). 
Après audition, les résultats du concours seront communiqués aux candidats dans les jours suivant l’audition. 

Suivi

Le candidat retenu devra s’inscrire en doctorat au Cnam via la procédure en ligne Adum dès la proclamation des résultats. 
Le contrat doctoral prendra effet au 1er octobre 2022.