Grand établissement public d'enseignement supérieur, pôle de recherche reconnu, élément fondateur de l'écosystème grenoblois : Grenoble INP, l'institut d'ingénierie et de management de l’Université Grenoble Alpes (UGA), occupe une place de premier plan dans la communauté scientifique et industrielle.
Grenoble INP - UGA est membre de réseaux internationaux de formation et recherche en ingénierie et management.
Il est reconnu dans les classements nationaux et internationaux.
Le LGP2 (Laboratoire de Génie des Procédés pour la Bioraffinerie, les Matériaux Bio-sourcés et l'Impression Fonctionnelle) est une Unité Mixte de Recherche associant Grenoble INP - UGA, l'Université Grenoble Alpes et le CNRS, certifiée Qualité Sécurité Environnement.
Les travaux de recherche du LGP2 portent sur les opérations de transformation et de valorisation de la biomasse végétale comme la bioraffinerie et l'élaboration de matériaux biosourcés (papiers, cartons, composites, films, non-tissés) ainsi que sur les procédés d’impression pour la fonctionnalisation des surfaces.
Site internet : https://lgp2.grenoble-inp.fr/
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https://euraxess.ec.europa.eu/jobs/455746
Le projet BREATHTAKING vise à développer un masque de surveillance respiratoire durable et flexible en intégrant des capteurs TENG auto-alimentés sur des substrats biodégradables à l'aide de techniques d'impression. Commençant au niveau TRL 3, le projet vise à atteindre le niveau TRL 5 d'ici 24 mois. Il s'aligne sur le thème 4 de M-ERA.NET (Matériaux fonctionnels) en se concentrant sur les matériaux avancés pour la surveillance de la santé et les procédés de fabrication écologiques.
L'innovation du projet réside dans la fabrication de capteurs respiratoires flexibles à base d'encres argent sérigraphiées sur des substrats polymères biodégradables électrofilés et moulés. Il est le premier à intégrer des électrodes TENG, des circuits d'attaque, des modules Bluetooth et des unités d'alimentation dans des masques faciaux commerciaux, permettant ainsi une surveillance respiratoire sans fil et en temps réel pour des maladies telles que la BPCO, l'asthme et la pneumonie. Les stratégies de récupération de l'argent à partir des appareils en fin de vie garantiront en outre un cycle de vie durable et contribueront aux objectifs de l'économie circulaire.
Le projet BREATHTAKING répond à des besoins urgents en matière de soins de santé en Turquie, en France et en Pologne, où les maladies respiratoires chroniques pèsent sur les populations vieillissantes et sont exacerbées par la pollution atmosphérique et en particulier le tabagisme. Les technologies de surveillance actuelles sont souvent encombrantes, rigides ou inadaptées à une utilisation continue, ce qui laisse un besoin important non satisfait. Le système léger et portable de BREATHTAKING offre une solution accessible et non invasive pour la surveillance continue de la santé, adaptée à une utilisation clinique et à domicile.
Les impacts attendus du projet BREATHTAKING sont significatifs et parfaitement alignés sur l'appel à projets. Sur le plan industriel, le projet renforce le leadership européen dans le domaine des diagnostics médicaux flexibles et portables en faisant progresser l'électronique imprimée durable. La stratégie de recherche et d'innovation Horizon Europe pour 2025-2027 met en avant trois orientations stratégiques globales : la transition verte, la transition numérique et la promotion d'une Europe résiliente, compétitive, inclusive et démocratique. Le projet BREATHTAKING s'inscrit parfaitement dans ces trois priorités. En développant des plateformes autonomes, éco-conçues et recyclables basées sur des nanogénérateurs triboélectriques pour la surveillance de la santé respiratoire, il soutient la transition verte grâce à la collecte d'énergie durable et à la circularité des matériaux. Son intégration de capteurs intelligents et d'interfaces de santé numériques contribue directement à la transition numérique. De plus, en renforçant le leadership européen dans le domaine des matériaux fonctionnels avancés et en favorisant la collaboration internationale entre les universités, les PME et les acteurs du secteur de la santé, le projet promeut une Europe plus résiliente et inclusive, fondée sur une innovation responsable.
La durabilité est profondément ancrée dans la conception de BREATHTAKING : en utilisant des polymères biodégradables et en utilisant de l'argent de manière contrôlée et avec un rendement de recyclage élevé (80 à 85 %), en adoptant un procédé à basse température et à faible utilisation de solvants (sérigraphie) afin de réduire la consommation d'énergie, en utilisant des matériaux sans danger pour le contact avec la peau et l'inhalation, en garantissant une conception durable et avec des performances ciblées de plus de 50 V et 100 nA dans des conditions de respiration simulées, en récupérant de l'argent des masques jetés soutenant les objectifs de l'économie circulaire, en impliquant des PME spécialisées dans les besoins des clients/utilisateurs finaux garantit l'adéquation avec les attentes du marché.
En résumé, BREATHTAKING fournira un prototype validé pour un masque de surveillance respiratoire de nouvelle génération, ouvrant la voie à une industrialisation, une commercialisation et une expansion future vers des applications plus larges de surveillance de la santé portables. Le projet contribue également à plusieurs objectifs de développement durable des Nations unies, en particulier l'ODD 3 (Bonne santé et bien-être), l'ODD 9 (Industrie, innovation et infrastructure) et l'ODD 12 (Consommation et production responsables).
Le/ la candidat.e interviendra principalement dans le WP3 – Fabrication d’électrode par impression sérigraphique d’encre conductrice et de polymères
Caractérisation encre-substrat :
· Imprimabilité des polymères synthétiques (PVDF et PCL) : détermination de la compatibilité encre-substrat après traitements de surface des substrats visant à améliorer la mouillabilité et le travail d’adhérence
· Modification du matériau du substrat biodégradable : la surface du substrat d’impression biodégradable sera modifiée chimiquement par CNC et physiquement par traitement corona. Elle sera caractérisée en termes d’énergie de surface et de perméabilité à l’air.
Fabrication d'électrodes par sérigraphie : des électrodes en aplat seront produites après optimisation des paramètres de sérigraphie afin d'obtenir une meilleure perméabilité à l'air.
Une caractérisation géométrique et électrique sera effectuée sur les électrodes fabriquées.
Les électrodes produites dans cette section seront testées dans le cadre du WP4.
Livrables :
D3.1: Compatibilité encre-substrat (incluant les traitements de surface) (M12)
D3.2: Paramètres optimisés de sérigraphie pour produire les électrodes (M18)
Niveau minimum requis Bac + 8: Doctorat en Science des Matériaux ou en génie des procédés
Compétences scientifiques et technologiques :
· Avoir déjà mis au point des dispositifs à l’aide de technologies d’impression liées à l’électronique imprimée (en particulier la sérigraphie)
· Posséder des connaissances sur les matériaux d’origine biologique pouvant être utilisés comme substrats biodégradables (polymères naturels biosourcés...)
· Maîtriser les techniques de fonctionnalisation et de caractérisation des surfaces afin d'optimiser les interactions encre-substrat.
· Avoir une expérience dans le développement et la caractérisation de matériaux fonctionnels destinés aux applications textiles, biomédicales ou aux dispositifs flexibles
· Faire preuve d’initiative pour proposer des solutions permettant de relever les défis du projet
· Posséder de solides compétences pratiques
· Être capable de rédiger des rapports scientifiques et des publications
Compétences relationnelles :
· Être capable de travailler dans un contexte international avec des chercheurs étrangers
· Être capable de travailler de manière autonome
· Excellente maîtrise de l'anglais aussi bien à l'oral qu'à l'écrit: niveau C1
· Bonnes notions de français: niveau B1