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Fiche de : Frédéric DEMOISSON

Département :
Procédés Métallurgiques, Durabilité, Matériaux


Fonction :

Enseignant Chercheur MCF (HDR)



Localisation :

Dijon / bâtiment Mirande / aile C / bureau 415

Tél. : 03 80 39 59 06
E-mail : Frederic.Demoisson@u-bourgogne.fr

Frédéric DEMOISSON est enseignant-chercheur (HDR) à l’université Bourgogne (uB, membre de l’université Bourgogne Franche-Comté UBFC) et rattaché au laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB, UMR 6303) depuis septembre 2008. Il s’intéresse à la synthèse hydrothermale de (nano)oxydes métalliques de conditions TPN à au-delà du point critique de l’eau ainsi qu’à l’élaboration de poudres métalliques à microstructure contrôlée par plasma thermique (collaboration avec TEKNA) et par atomisation (collaboration avec FRAMATOME).

Après avoir obtenu ses Diplômes de Magistère de Génie Moléculaire, Matériaux et Procédées (major de promotion), Diplôme de Hautes Etudes en Recherche Industrielle (DHERI, major de promotion) et DEA de Chimie et Physico-chimie Moléculaires (rang 3/26) en  juin 2002 (Université de Lorraine), il a effectué une thèse (CNRS BDI) au sein du Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologie pour l’Environnement (LCPME, UMR 7564 CNRS/Université De Lorraine (Nancy)) dans l’équipe « Chimie et Spectrochimie des Interfaces » (CSI) sous la direction du professeur B. Humbert et du docteur M. Mallet. Dans un contexte environnemental (thématique 1, thèse), l’étude de la réactivité aux échelles micronique et submicronique de particules minérales (pyrite) en contact d’un polluant (chrome (VI)) était au cœur de ce travail d’octobre 2002 à janvier 2006.

Sa volonté de découvrir le monde de l’industrie l’a poussé à poursuivre son activité scientifique au sein d’Arcelor Mittal (site de Maizière-Les-Metz) en partenariat avec le LCPME sur la période janvier-septembre 2006. L’objectif était d’étudier des phénomènes de corrosion sur un acier inhibé par des couches protectrices dans des conditions extrêmes (température élevée en milieu salin) à l’échelle du laboratoire (thèmatique 2, postdoc1, sujet confidentiel).

Sa motivation a ensuite été de participer à un programme européen de recherche afin de collaborer davantage avec des laboratoires internationaux et d’améliorer ses compétences dans la gestion de projets (tâches scientifiques et administratives). La période octobre 2006-septembre 2008 fut très enrichissante au sein du laboratoire de CHimie ANalytique et chimie des Interfaces (CHANI) de l’Université Libre de Bruxelles, sous la responsabilité du professeur F.Reniers. Le succès du projet Européen NANO2HYBRIDS (N2H) (FP6-033311/oct.2006) fut de développer un détecteur de gaz (polluants BTEX) portatif constitué de nanosenseurs élaborés à partir de nanotubes de carbone (MWCNTs) fonctionnalisés par des NPs métalliques (Au, Pt, …) (thèmatique 3, postoc2). Dans ce projet, ses tâches furent : (i) de préparer les nanosenseurs par traitement plasma atmosphérique réalisé par pulvérisation d’une suspension colloïdale de NPs métalliques sur les MWCNTs, (ii) de gérer la caractérisation de l’ensemble des nanosenseurs (responsabilité scientifique du Work Package « Analyse et caractérisation des échantillons ») et (iii) de gérer l’ensemble des rapports d’activité et le budget dans mon laboratoire (ULB-CHANI).

L’envie de poursuivre sa vie de chercheur tout en conciliant l’enseignement lui a donné l’opportunité de rejoindre l’Université de Bourgogne en octobre 2008. Sa nomination en qualité de Maître de Conférences lui a permis d’intégrer le Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB, UMR 6303 CNRS/Université De Bourgogne (Dijon)). Il a été recruté au sein de l’équipe MaNaPI de l’axe PMDM afin d’approfondir la thématique « synthèse hydrothermale de nanooxydes métalliques en milieu supercritique » tant sur le plan fondamental qu’appliqué. Ses activités scientifiques de cette thèmatique 4 (en cours) s’articulent autour de 3 axes : (i) Etude fondamentale associée aux fluides supercritiques : mécanismes de germination/croissance, (ii) Préparation de NPs d’oxydes métalliques tels que ZnO, CeO2, Li2MnSiO4,  … ainsi que des particules d’oxydes de fer superparamagnétiques (SPIONs) fonctionnalisées (nanomatériaux employées dans des domaines tels que la métallurgie, la catalyse (projets industriels avec IFPEN, Welience, ..)), la santé, l’énergie et également dans des études à caractère fondamental, (iii) Amélioration du dispositif de synthèse en continu : des développements autour du dispositif ont été nécessaires afin de préparer en continu des nanohybrides de 3ème génération à base de magnétite (SPIONs) pour des applications dans l’imagerie médicale (IRM).

En octobre 2014, il a également initié une nouvelle thèmatique au sein de l’équipe (thèmatique 5, récente) : Elaboration de poudres métalliques à microstructure contrôlée et compréhension des mécanismes de germination/croissance par plasma thermique (collaboration avec TEKNA) et par atomisation (collaboration avec FRAMATOME).

Il est co-auteur de 35 publications parues dans des journaux prestigieux tels que Nano Letters (IF 13.125), Nanoscale (IF 7.233), ChemComm (IF 6.827), … dont 3 Brevets. Il est également co-auteur de 48 communications dans des conférences nationales (18) et internationales (32) dont 2 conférences invitées et 1 keynote. Il a reçu le Prix du jeune chercheur 2009 pendant le congrès « Sciences et Technologies des Poudres et Matériaux Frittés » (STPMF09).  Il a (co-)encadré 9 thèses, 9 Master II, 2 éléves ingénieurs, 1 Master I et 32 PFE (élèves ingénieurs IT2I)..

–> Direction de thèses-Demoisson

Le succès de ces travaux lui ont permis également d’obtenir la PES (rang A) de 2012 à 2016 puis la PEDR de 2016 à 2020. En juin 2015, il a obtenu son HDR (« R&D dans les entrailles de l’infiniment petit … ou presque »).

–> HDR_demoisson

En 2016, il a été qualifié aux fonctions de Professeur des Universités dans les sections 31 et 32.

Présentation des 5 thématiques de recherche de Frédéric DEMOISSON :

–>  Activité scientifique-Demoisson

–> Liste exhaustive et classée des contrats de recherche-Demoisson

Travaux actuels :

  •  Thématique 4, en cours (depuis octobre 2008): Synthèse hydrothermale de NPs d’oxydes métalliques en milieu sous et supercritique

    Depuis 2001, un procédé développé au sein de ce laboratoire ICB permet la synthèse hydrothermale en continu d’oxydes métalliques en conditions supercritiques (SCW). Depuis sa création, il a constamment été amélioré (évolutions du réacteur, du système de filtration, …) afin de synthétiser des NPs avec une productivité de 15g/h de suspension. En octobre 2008, Frédéric DEMOISSON a été recruté au sein de l’équipe Matériaux Nanostructurés: Phénomènes à l’Interface (MaNaPI) afin d’approfondir cette thématique initiée par le docteur D. Aymes, tant sur le plan fondamental qu’appliqué.

Ses activités scientifiques de cette thèmatique 4 en cours  s’articulent autour de 3 axes :

–> Etude fondamentale associée aux fluides supercritiques. Afin de comprendre les mécanismes de nucléation et de croissance des NPs d’oxydes métalliques au-delà du point critique de l’eau, l’oxyde de zinc ZnO a été choisi comme matériau modèle (thèse de R. Piolet/2010-2013) en combinant une approche expérimentale et l’utilisation de la simulation par mécanique des fluides numérique (CFD). Cette approche nous a permis de modéliser la formation des NPs de ZnO dans le réacteur en continu et en conditions supercritiques. Trois mécanismes de formation et de croissance de NPs de ZnO en fonction de la pression et de la température, du pH (ou du ratio [Zn(II)]/[KOH]) et de la concentration initiale en Zn(II) ont été proposés.

–> Préparation de NPs d’oxydes métalliques. L’optimisation des paramètres de synthèse (température, pression, temps de résidence, …) a permis d’élaborer des poudres à partir de sels de précurseurs métalliques (type nitrate) tels que ZnO, CeO2, ZrO2, La2O3, Y2O3 et d’organométalliques tels que MoO2 et TiO2. Des nanooxydes mixtes (Cr0.8Zr0.2O2, Li2MnSiO4, BaCe0.8Zr0.2O3) ainsi que des particules d’oxydes de fer superparamagnétiques (SPIONs) fonctionnalisées ont également vues le jour. Ces nanomatériaux ont tous trouvé une utilité dans des domaines tels que la métallurgie, la catalyse (projets industriels avec IFPEN, CEA, Welience, ..), la santé (thèse de G. Thomas/2012-2015), l’énergie (pile à combustible, thèse de M. François/2018-2021) et également dans des études à caractère fondamental (notamment spectroscopie Raman basse fréquence).

–> Amélioration du dispositif de synthèse en continu. Suite à l’évolution de la thématique « santé » dans l’équipe MaNaPI, des développements autour du dispositif ont été nécessaires afin de préparer en continu des nanohybrides de 3ème génération (thèse de G. Thomas/2012-2015) à base de magnétite (SPIONs) pour des applications dans l’imagerie médicale (IRM). Cette évolution de thèmatique a contraint à ajouter un réacteur lié aux exigences des normes pharmaceutiques et à développer une nouvelle voie de greffage afin de produire, en continu et en une seule étape, des suspensions stables de NPs de Fe3O4 rendues biocompatibles par fonctionnalisation de molécules organiques.

Ces travaux sont résumés dans 18 publications (P11 à P28) et ont donnés lieux à 1 dépôt de brevet (B2).

  • Thématique 5, récente (depuis octobre 2014): Elaboration de poudres métalliques à microstructure contrôlée par plasma thermique et par atomisation

Depuis octobre 2014, une nouvelle thèmatique au sein de l’équipe a vue le jour: Elaboration de poudres métalliques à microstructure contrôlée et compréhension des mécanismes de germination/croissance par plasma thermique (collaboration avec TEKNA, thèse de S. Lorand/2014-2017) et par atomisation (collaboration avec FRAMATOME, thèse de B. Ravry/2018-2021). Les travaux de thèse en cours de B. Ravry s’intéressent au développement et à l’instrumentation d’un pilote d’atomiseur de poudres métalliques ultra-pures en vue de comprendre et modéliser les processus physiques impliqués

 

 

 

Frédéric DEMOISSON est co-auteur de 48 communications dans des conférences nationales (18) et internationales (32) dont 2 conférences invitées et 1 keynote.

–> Liste exhaustive et classée des communications-Demoisson

Frédéric DEMOISSON est co-auteur de 35 publications parues dans des journaux prestigieux tels que Nano Letters (IF 13.125), Nanoscale (IF 7.233), ChemComm (IF 6.827), … dont 3 Brevets.

–> Liste exhaustive et classée des publications-Demoisson

L’enseignement de Frédéric DEMOISSON a débuté en octobre 2002, durant sa thèse en tant que moniteur à l’Université de Lorraine (Nancy). Durant 3 ans, il a dispensé des TD et des TP de chimie générale en première année de deug Science de la Vie. Depuis son recrutement en tant que Maître de Conférences en octobre 2008, ses tâches d’enseignement ont évolué. En plus d’animer des TD et TP en chimie générale et atomistique, il est en charge de cours magistraux en chimie générale (L1 UFR Sciences Vie Terre Environnement) depuis la rentrée 2011. Il a également intervenu en cours intégrés de chimie atomistique (L1 UFR Sciences et Techniques) sur la période 2011-2016. Au niveau Master, il  a dispensé des cours sur la préparation d’oxydes métalliques de 2013 à 2017. Il interviens également depuis octobre 2008 au sein de l’Institut d’Ingénieurs en alternance IT2I de Bourgogne en tant que responsable scientifique de PFE d’élèves en dernière année. Concernant l’animation pédagogique, il est responsable de la chimie générale en L1 UFR SVTE depuis la rentrée 2011 (15-18 groupes de 30 étudiants chaque année). Il a également été responsable de l’atomistique en L1 UFR ST en 2013 et 2014. Enfin, depuis la rentrée 2015, il a pris en charge la responsabilité de la plateforme « salles de TP de chimie inorganique » de l’UFR ST.

  

 

 

Frédéric DEMOISSON est enseignant-chercheur (HDR) à l’université Bourgogne (uB, membre de l’université Bourgogne Franche-Comté UBFC) et rattaché au laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB, UMR 6303) depuis septembre 2008. Il s’intéresse à la synthèse hydrothermale de (nano)oxydes métalliques de conditions TPN à au-delà du point critique de l’eau ainsi qu’à l’élaboration de poudres métalliques à microstructure contrôlée par plasma thermique (collaboration avec TEKNA) et par atomisation (collaboration avec FRAMATOME).

Après avoir obtenu ses Diplômes de Magistère de Génie Moléculaire, Matériaux et Procédées (major de promotion), Diplôme de Hautes Etudes en Recherche Industrielle (DHERI, major de promotion) et DEA de Chimie et Physico-chimie Moléculaires (rang 3/26) en  juin 2002 (Université de Lorraine), il a effectué une thèse (CNRS BDI) au sein du Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologie pour l’Environnement (LCPME, UMR 7564 CNRS/Université De Lorraine (Nancy)) dans l’équipe « Chimie et Spectrochimie des Interfaces » (CSI) sous la direction du professeur B. Humbert et du docteur M. Mallet. Dans un contexte environnemental (thématique 1, thèse), l’étude de la réactivité aux échelles micronique et submicronique de particules minérales (pyrite) en contact d’un polluant (chrome (VI)) était au cœur de ce travail d’octobre 2002 à janvier 2006.

Sa volonté de découvrir le monde de l’industrie l’a poussé à poursuivre son activité scientifique au sein d’Arcelor Mittal (site de Maizière-Les-Metz) en partenariat avec le LCPME sur la période janvier-septembre 2006. L’objectif était d’étudier des phénomènes de corrosion sur un acier inhibé par des couches protectrices dans des conditions extrêmes (température élevée en milieu salin) à l’échelle du laboratoire (thèmatique 2, postdoc1, sujet confidentiel).

Sa motivation a ensuite été de participer à un programme européen de recherche afin de collaborer davantage avec des laboratoires internationaux et d’améliorer ses compétences dans la gestion de projets (tâches scientifiques et administratives). La période octobre 2006-septembre 2008 fut très enrichissante au sein du laboratoire de CHimie ANalytique et chimie des Interfaces (CHANI) de l’Université Libre de Bruxelles, sous la responsabilité du professeur F.Reniers. Le succès du projet Européen NANO2HYBRIDS (N2H) (FP6-033311/oct.2006) fut de développer un détecteur de gaz (polluants BTEX) portatif constitué de nanosenseurs élaborés à partir de nanotubes de carbone (MWCNTs) fonctionnalisés par des NPs métalliques (Au, Pt, …) (thèmatique 3, postoc2). Dans ce projet, ses tâches furent : (i) de préparer les nanosenseurs par traitement plasma atmosphérique réalisé par pulvérisation d’une suspension colloïdale de NPs métalliques sur les MWCNTs, (ii) de gérer la caractérisation de l’ensemble des nanosenseurs (responsabilité scientifique du Work Package « Analyse et caractérisation des échantillons ») et (iii) de gérer l’ensemble des rapports d’activité et le budget dans mon laboratoire (ULB-CHANI).

L’envie de poursuivre sa vie de chercheur tout en conciliant l’enseignement lui a donné l’opportunité de rejoindre l’Université de Bourgogne en octobre 2008. Sa nomination en qualité de Maître de Conférences lui a permis d’intégrer le Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB, UMR 6303 CNRS/Université De Bourgogne (Dijon)). Il a été recruté au sein de l’équipe MaNaPI de l'axe PMDM afin d’approfondir la thématique « synthèse hydrothermale de nanooxydes métalliques en milieu supercritique » tant sur le plan fondamental qu’appliqué. Ses activités scientifiques de cette thèmatique 4 (en cours) s’articulent autour de 3 axes : (i) Etude fondamentale associée aux fluides supercritiques : mécanismes de germination/croissance, (ii) Préparation de NPs d’oxydes métalliques tels que ZnO, CeO2, Li2MnSiO4,  … ainsi que des particules d’oxydes de fer superparamagnétiques (SPIONs) fonctionnalisées (nanomatériaux employées dans des domaines tels que la métallurgie, la catalyse (projets industriels avec IFPEN, Welience, ..)), la santé, l’énergie et également dans des études à caractère fondamental, (iii) Amélioration du dispositif de synthèse en continu : des développements autour du dispositif ont été nécessaires afin de préparer en continu des nanohybrides de 3ème génération à base de magnétite (SPIONs) pour des applications dans l’imagerie médicale (IRM).

En octobre 2014, il a également initié une nouvelle thèmatique au sein de l’équipe (thèmatique 5, récente) : Elaboration de poudres métalliques à microstructure contrôlée et compréhension des mécanismes de germination/croissance par plasma thermique (collaboration avec TEKNA) et par atomisation (collaboration avec FRAMATOME).

Il est co-auteur de 35 publications parues dans des journaux prestigieux tels que Nano Letters (IF 13.125), Nanoscale (IF 7.233), ChemComm (IF 6.827), … dont 3 Brevets. Il est également co-auteur de 48 communications dans des conférences nationales (18) et internationales (32) dont 2 conférences invitées et 1 keynote. Il a reçu le Prix du jeune chercheur 2009 pendant le congrès « Sciences et Technologies des Poudres et Matériaux Frittés » (STPMF09).  Il a (co-)encadré 9 thèses, 9 Master II, 2 éléves ingénieurs, 1 Master I et 32 PFE (élèves ingénieurs IT2I)..

–> Direction de thèses-Demoisson

Le succès de ces travaux lui ont permis également d’obtenir la PES (rang A) de 2012 à 2016 puis la PEDR de 2016 à 2020. En juin 2015, il a obtenu son HDR (« R&D dans les entrailles de l’infiniment petit … ou presque »).

–> HDR_demoisson

En 2016, il a été qualifié aux fonctions de Professeur des Universités dans les sections 31 et 32.

Présentation des 5 thématiques de recherche de Frédéric DEMOISSON :

–>  Activité scientifique-Demoisson

–> Liste exhaustive et classée des contrats de recherche-Demoisson

Travaux actuels :

  •  Thématique 4, en cours (depuis octobre 2008): Synthèse hydrothermale de NPs d’oxydes métalliques en milieu sous et supercritique

    Depuis 2001, un procédé développé au sein de ce laboratoire ICB permet la synthèse hydrothermale en continu d’oxydes métalliques en conditions supercritiques (SCW). Depuis sa création, il a constamment été amélioré (évolutions du réacteur, du système de filtration, …) afin de synthétiser des NPs avec une productivité de 15g/h de suspension. En octobre 2008, Frédéric DEMOISSON a été recruté au sein de l’équipe Matériaux Nanostructurés: Phénomènes à l'Interface (MaNaPI) afin d’approfondir cette thématique initiée par le docteur D. Aymes, tant sur le plan fondamental qu’appliqué.

Ses activités scientifiques de cette thèmatique 4 en cours  s’articulent autour de 3 axes :

–> Etude fondamentale associée aux fluides supercritiques. Afin de comprendre les mécanismes de nucléation et de croissance des NPs d’oxydes métalliques au-delà du point critique de l’eau, l’oxyde de zinc ZnO a été choisi comme matériau modèle (thèse de R. Piolet/2010-2013) en combinant une approche expérimentale et l’utilisation de la simulation par mécanique des fluides numérique (CFD). Cette approche nous a permis de modéliser la formation des NPs de ZnO dans le réacteur en continu et en conditions supercritiques. Trois mécanismes de formation et de croissance de NPs de ZnO en fonction de la pression et de la température, du pH (ou du ratio [Zn(II)]/[KOH]) et de la concentration initiale en Zn(II) ont été proposés.

–> Préparation de NPs d’oxydes métalliques. L’optimisation des paramètres de synthèse (température, pression, temps de résidence, …) a permis d’élaborer des poudres à partir de sels de précurseurs métalliques (type nitrate) tels que ZnO, CeO2, ZrO2, La2O3, Y2O3 et d’organométalliques tels que MoO2 et TiO2. Des nanooxydes mixtes (Cr0.8Zr0.2O2, Li2MnSiO4, BaCe0.8Zr0.2O3) ainsi que des particules d’oxydes de fer superparamagnétiques (SPIONs) fonctionnalisées ont également vues le jour. Ces nanomatériaux ont tous trouvé une utilité dans des domaines tels que la métallurgie, la catalyse (projets industriels avec IFPEN, CEA, Welience, ..), la santé (thèse de G. Thomas/2012-2015), l’énergie (pile à combustible, thèse de M. François/2018-2021) et également dans des études à caractère fondamental (notamment spectroscopie Raman basse fréquence).

–> Amélioration du dispositif de synthèse en continu. Suite à l’évolution de la thématique « santé » dans l’équipe MaNaPI, des développements autour du dispositif ont été nécessaires afin de préparer en continu des nanohybrides de 3ème génération (thèse de G. Thomas/2012-2015) à base de magnétite (SPIONs) pour des applications dans l’imagerie médicale (IRM). Cette évolution de thèmatique a contraint à ajouter un réacteur lié aux exigences des normes pharmaceutiques et à développer une nouvelle voie de greffage afin de produire, en continu et en une seule étape, des suspensions stables de NPs de Fe3O4 rendues biocompatibles par fonctionnalisation de molécules organiques.

Ces travaux sont résumés dans 18 publications (P11 à P28) et ont donnés lieux à 1 dépôt de brevet (B2).

  • Thématique 5, récente (depuis octobre 2014): Elaboration de poudres métalliques à microstructure contrôlée par plasma thermique et par atomisation

Depuis octobre 2014, une nouvelle thèmatique au sein de l’équipe a vue le jour: Elaboration de poudres métalliques à microstructure contrôlée et compréhension des mécanismes de germination/croissance par plasma thermique (collaboration avec TEKNA, thèse de S. Lorand/2014-2017) et par atomisation (collaboration avec FRAMATOME, thèse de B. Ravry/2018-2021). Les travaux de thèse en cours de B. Ravry s’intéressent au développement et à l’instrumentation d’un pilote d’atomiseur de poudres métalliques ultra-pures en vue de comprendre et modéliser les processus physiques impliqués.

Frédéric DEMOISSON est co-auteur de 48 communications dans des conférences nationales (18) et internationales (32) dont 2 conférences invitées et 1 keynote.

–> Liste exhaustive et classée des communications-Demoisson

Innovative Magnetic Nanoparticles for PET/MRI Bimodal Imaging

Guillaume Thomas, Julien Boudon, Lionel Maurizi, Mathieu Moreau, Paul Walker, Isabelle Severin, Alexandra Oudot, Christine Goze, Sophie Poty, Jean-Marc Vrigneaud, Frederic Demoisson, Franck Denat, Francois Brunotte, Nadine Millot,
Journal : ACS Omega - n° 4 - 2019 - 2637-2648

Contact laws between nanoparticles: the elasticity of a nanopowder

Adrien Girard, Julien Ramade, Jeremie Margueritat, Denis Machon, Lucien Saviot, Frederic Demoisson, Alain Mermet,
Journal : Nanoscale - n° 10 - 2018 - 2154-2161

Inelastic Light Scattering Contribution to the Study of the Onset of Sintering of a Nanopowder

L. Saviot, S. Le Gallet, F. Demoisson, L. David, G. Sudre, A. Girard, J. Margueritat, A. Mermet,
Journal : J. Phys. Chem. C - n° 121 - 2017 - 2487-2494

One-step continuous synthesis of functionalized magnetite nanoflowers

G. Thomas, F. Demoisson, R. Chassagnon, E. Popova, N. Millot,
Journal : Nanotechnology - n° 27 - 2016 - 135604

Efficient functionalization of magnetite nanoparticles with phosphonate using a one-step continuous hydrothermal process

Guillaume Thomas, Frederic Demoisson, Julien Boudon, Nadine Millot,
Journal : Dalton Trans. - n° 45 - 2016 - 10821-10829

Hydrothermal growth of ZnO nanostructures in supercritical domain: Effect of the metal salt concentration (Zn(NO3)(2)) in alkali medium (KOH)

Frederic Demoisson, Romain Piolet, Frederic Bernard,
Journal : J. Supercrit. Fluids - n° 97 - 2015 - 268-274

Functionalized Fe3O4 nanoparticles: influence of ligand addition sequence and pH during their continuous hydrothermal synthesis

G. Thomas, F. Demoisson, O. Heintz, N. Geoffroy, L. Saviot, N. Millot,
Journal : RSC Adv. - n° 5 - 2015 - 78614-78624

Thermodynamics of Nanoparticles: Experimental Protocol Based on a Comprehensive Ginzburg-Landau Interpretation

Denis Machon, Lucas Piot, Dimitri Hapiuk, Bruno Masenelli, Frederic Demoisson, Romain Piolet, Moustapha Ariane, Shashank Mishra, Stephane Daniele, Mongia Hosni, Noureddine Jouini, Samir Farhat, Patrice Melinon,
Journal : Nano Lett. - n° 14 - 2014 - 269-276

Hydrothermal Synthesis of ZnO Crystals from Zn(OH)(2) Metastable Phases at Room to Supercritical Conditions

Frederic Demoisson, Romain Piolet, Frederic Bernard,
Journal : Cryst. Growth Des. - n° 14 - 2014 - 5388-5396

Influence of the pH on the ZnO nanoparticle growth in supercritical water: Experimental and simulation approaches

Frederic Demoisson, Romain Piolet, Moustapha Ariane, Antoine Leybros, Frederic Bernard,
Journal : J. Supercrit. Fluids - n° 95 - 2014 - 75-83

The influence of various synthesis methods on the catalytic activity of cerium oxide in one-pot synthesis of diethyl carbonate starting from CO2, ethanol and butylene oxide

Ewelina Leino, Paivi Maki-Arvela, Valerie Eta, Narendra Kumar, Frederic Demoisson, Ajaikumar Samikannu, Anne-Riikka Leino, Andrey Shchukarev, Dmitry Yu. Murzin, Jyri-Pekka Mikkola,
Journal : Catal. Today - n° 210 - 2013 - 47-54

CFD simulation of ZnO nanoparticle precipitation in a supercritical water synthesis reactor

Antoine Leybros, Romain Piolet, Moustapha Ariane, Herve Muhr, Frederic Bernard, Frederic Demoisson,
Journal : J. Supercrit. Fluids - n° 70 - 2012 - 17-26

Quasi-Free Nanoparticle Vibrations in a Highly Compressed ZrO2 Nanopowder

Lucien Saviot, Denis Machon, Alain Mermet, Daniel B. Murray, Sergey Adichtchev, Jeremie Margueritat, Frederic Demoisson, Moustapha Ariane, Maria del Carmen Marco de Lucas,
Journal : J. Phys. Chem. C - n° 116 - 2012 - 22043-22050

Original Supercritical Water Device for Continuous Production of Nanopowders

Frederic Demoisson, Moustapha Ariane, Romain Piolet, Frederic Bernard,
Journal : Adv. Eng. Mater. - n° 13 - 2011 - 487-493

Acoustic Vibrations of Monoclinic Zirconia Nanocrystals

Frederic Demoisson, Moustapha Ariane, Lucien Saviot,
Journal : J. Phys. Chem. C - n° 115 - 2011 - 14571-14575

Tin-Based Mesoporous Silica for the Conversion of CO2 into Dimethyl Carbonate

Danielle Ballivet-Tkatchenko, Frederic Bernard, Frederic Demoisson, Laurent Plasseraud, Sreevardhan Reddy Sanapureddy,
Journal : ChemSusChem - n° 4 - 2011 - 1316-1322

Design of a reactor operating in supercritical water conditions using CFD simulations. Examples of synthesized nanomaterials

Frederic Demoisson, Moustapha Ariane, Antoine Leybros, Herve Muhr, Frederic Bernard,
Journal : J. Supercrit. Fluids - n° 58 - 2011 - 371-377

One step continuous hydrothermal synthesis of very fine stabilized superparamagnetic nanoparticles of magnetite

Lionel Maurizi, Frederic Bouyer, Jeremy Paris, Frederic Demoisson, Lucien Saviot, Nadine Millot,
Journal : Chem. Commun. - n° 47 - 2011 - 11706-11708

Gas sensing properties of multiwall carbon nanotubes decorated with rhodium nanoparticles

R. Leghrib, T. Dufour, F. Demoisson, N. Claessens, F. Reniers, E. Llobet,
Journal : Sens. Actuator B-Chem. - n° 160 - 2011 - 974-980

Room-temperature, selective detection of benzene at trace levels using plasma-treated metal-decorated multiwalled carbon nanotubes

Radouane Leghrib, Alexandre Felten, Frederic Demoisson, Francois Reniers, Jean-Jacques Pireaux, Eduard Llobet,
Journal : Carbon - n° 48 - 2010 - 3477-3484

Carbon nanotubes decorated with gold, platinum and rhodium clusters by injection of colloidal solutions into the post-discharge of an RF atmospheric plasma

N. Claessens, F. Demoisson, T. Dufour, Ali Mansour, A. Felten, J. Guillot, J-J Pireaux, F. Reniers,
Journal : Nanotechnology - n° 21 - 2010 - 385603

Accurate mu Raman characterization of reaction products at the surface of (bio)oxidized pyrite

Celine Pisapia, Bernard Humbert, Marc Chaussidon, Frederic Demoisson, Christian Mustin,
Journal : Am. Miner. - n° 95 - 2010 - 1730-1740

Selective detection of benzene traces at room temperature using metal decorated carbon nanotubes

R. Leghrib, A. Felten, F. Demoisson, F. Reniers, J. J. Pireaux, E. Llobet,
Journal : PROCEDIA ENGINEER - n° 5 - 2010 - 385-388

Carbon nanotubes randomly decorated with gold clusters: from nano(2)hybrid atomic structures to gas sensing prototypes

J-C Charlier, L. Arnaud, I. V. Avilov, M. Delgado, F. Demoisson, E. H. Espinosa, C. P. Ewels, A. Felten, J. Guillot, R. Ionescu, R. Leghrib, E. Llobet, A. Mansour, H-N Migeon, J-J Pireaux, F. Reniers, I. Suarez-Martinez, G. E. Watson, Z. Zanolli,
Journal : Nanotechnology - n° 20 - 2009 - 375501

Pyrite oxidation in acidic medium: overall reaction pathway

Frederic Demoisson, Martine Mullet, Bernard Humbert,
Journal : Surf. Interface Anal. - n° 40 - 2008 - 343-348

Characterization of gold nanoclusters deposited on HOPG by atmospheric plasma treatment

Frederic Demoisson, Marc Raes, Herman Terryn, Jerome Guillot, Henri-Noel Migeon, Francois Reniers,
Journal : Surf. Interface Anal. - n° 40 - 2008 - 566-570

Aqueous Cr(VI) reduction by pyrite: Speciation and characterisation of the solid phases by X-ray photoelectron, Raman and X-ray absorption spectroscopies

Martine Mullet, Frederic Demoisson, Bernard Humbert, Laurent J. Michot, Delphine Vantelon,
Journal : Geochim. Cosmochim. Acta - n° 71 - 2007 - 3257-3271

Investigation of pyrite oxidation by hexavalent chromium: Solution species and surface chemistry

Frederic Demoisson, Martine Mullet, Bernard Humbert,
Journal : J. Colloid Interface Sci. - n° 316 - 2007 - 531-540

Pyrite oxidation by hexavalent chromium: Investigation of the chemical processes by monitoring of aqueous metal species

F Demoisson, M Mullet, B Humbert,
Journal : Environ. Sci. Technol. - n° 39 - 2005 - 8747-8752

First observation of the Raman spectrum of isolated single-wall carbon nanotubes by near-field optical Raman spectroscopy

J Schreiber, F Demoisson, B Humbert, G Louarn, O Chauvet, S Lefrant,
Journal : AIP CONF PROC - n° 685 - 2003 - 181-184

L’enseignement de Frédéric DEMOISSON a débuté en octobre 2002, durant sa thèse en tant que moniteur à l’Université de Lorraine (Nancy). Durant 3 ans, il a dispensé des TD et des TP de chimie générale en première année de deug Science de la Vie. Depuis son recrutement en tant que Maître de Conférences en octobre 2008, ses tâches d’enseignement ont évolué. En plus d’animer des TD et TP en chimie générale et atomistique, il est en charge de cours magistraux en chimie générale (L1 UFR Sciences Vie Terre Environnement) depuis la rentrée 2011. Il a également intervenu en cours intégrés de chimie atomistique (L1 UFR Sciences et Techniques) sur la période 2011-2016. Au niveau Master, il  a dispensé des cours sur la préparation d'oxydes métalliques de 2013 à 2017. Il interviens également depuis octobre 2008 au sein de l’Institut d'Ingénieurs en alternance IT2I de Bourgogne en tant que responsable scientifique de PFE d’élèves en dernière année. Concernant l’animation pédagogique, il est responsable de la chimie générale en L1 UFR SVTE depuis la rentrée 2011 (15-18 groupes de 30 étudiants chaque année). Il a également été responsable de l’atomistique en L1 UFR ST en 2013 et 2014. Enfin, depuis la rentrée 2015, il a pris en charge la responsabilité de la plateforme « salles de TP de chimie inorganique » de l’UFR ST.

  

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carriere:
Frédéric DEMOISSON est enseignant-chercheur (HDR) à l’université Bourgogne (uB, membre de l’université Bourgogne Franche-Comté UBFC) et rattaché au laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB, UMR 6303) depuis septembre 2008. Il s’intéresse à la synthèse hydrothermale de (nano)oxydes métalliques de conditions TPN à au-delà du point critique de l’eau ainsi qu’à l’élaboration de poudres métalliques à microstructure contrôlée par plasma thermique (collaboration avec TEKNA) et par atomisation (collaboration avec FRAMATOME). Après avoir obtenu ses Diplômes de Magistère de Génie Moléculaire, Matériaux et Procédées (major de promotion), Diplôme de Hautes Etudes en Recherche Industrielle (DHERI, major de promotion) et DEA de Chimie et Physico-chimie Moléculaires (rang 3/26) en  juin 2002 (Université de Lorraine), il a effectué une thèse (CNRS BDI) au sein du Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologie pour l’Environnement (LCPME, UMR 7564 CNRS/Université De Lorraine (Nancy)) dans l’équipe « Chimie et Spectrochimie des Interfaces » (CSI) sous la direction du professeur B. Humbert et du docteur M. Mallet. Dans un contexte environnemental (thématique 1, thèse), l’étude de la réactivité aux échelles micronique et submicronique de particules minérales (pyrite) en contact d’un polluant (chrome (VI)) était au cœur de ce travail d’octobre 2002 à janvier 2006. Sa volonté de découvrir le monde de l’industrie l’a poussé à poursuivre son activité scientifique au sein d’Arcelor Mittal (site de Maizière-Les-Metz) en partenariat avec le LCPME sur la période janvier-septembre 2006. L’objectif était d’étudier des phénomènes de corrosion sur un acier inhibé par des couches protectrices dans des conditions extrêmes (température élevée en milieu salin) à l’échelle du laboratoire (thèmatique 2, postdoc1, sujet confidentiel). Sa motivation a ensuite été de participer à un programme européen de recherche afin de collaborer davantage avec des laboratoires internationaux et d’améliorer ses compétences dans la gestion de projets (tâches scientifiques et administratives). La période octobre 2006-septembre 2008 fut très enrichissante au sein du laboratoire de CHimie ANalytique et chimie des Interfaces (CHANI) de l’Université Libre de Bruxelles, sous la responsabilité du professeur F.Reniers. Le succès du projet Européen NANO2HYBRIDS (N2H) (FP6-033311/oct.2006) fut de développer un détecteur de gaz (polluants BTEX) portatif constitué de nanosenseurs élaborés à partir de nanotubes de carbone (MWCNTs) fonctionnalisés par des NPs métalliques (Au, Pt, …) (thèmatique 3, postoc2). Dans ce projet, ses tâches furent : (i) de préparer les nanosenseurs par traitement plasma atmosphérique réalisé par pulvérisation d’une suspension colloïdale de NPs métalliques sur les MWCNTs, (ii) de gérer la caractérisation de l’ensemble des nanosenseurs (responsabilité scientifique du Work Package « Analyse et caractérisation des échantillons ») et (iii) de gérer l’ensemble des rapports d’activité et le budget dans mon laboratoire (ULB-CHANI). L’envie de poursuivre sa vie de chercheur tout en conciliant l’enseignement lui a donné l’opportunité de rejoindre l’Université de Bourgogne en octobre 2008. Sa nomination en qualité de Maître de Conférences lui a permis d’intégrer le Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB, UMR 6303 CNRS/Université De Bourgogne (Dijon)). Il a été recruté au sein de l’équipe MaNaPI de l'axe PMDM afin d’approfondir la thématique « synthèse hydrothermale de nanooxydes métalliques en milieu supercritique » tant sur le plan fondamental qu’appliqué. Ses activités scientifiques de cette thèmatique 4 (en cours) s’articulent autour de 3 axes : (i) Etude fondamentale associée aux fluides supercritiques : mécanismes de germination/croissance, (ii) Préparation de NPs d’oxydes métalliques tels que ZnO, CeO2, Li2MnSiO4,  … ainsi que des particules d’oxydes de fer superparamagnétiques (SPIONs) fonctionnalisées (nanomatériaux employées dans des domaines tels que la métallurgie, la catalyse (projets industriels avec IFPEN, Welience, ..)), la santé, l’énergie et également dans des études à caractère fondamental, (iii) Amélioration du dispositif de synthèse en continu : des développements autour du dispositif ont été nécessaires afin de préparer en continu des nanohybrides de 3ème génération à base de magnétite (SPIONs) pour des applications dans l’imagerie médicale (IRM). En octobre 2014, il a également initié une nouvelle thèmatique au sein de l’équipe (thèmatique 5, récente) : Elaboration de poudres métalliques à microstructure contrôlée et compréhension des mécanismes de germination/croissance par plasma thermique (collaboration avec TEKNA) et par atomisation (collaboration avec FRAMATOME). Il est co-auteur de 35 publications parues dans des journaux prestigieux tels que Nano Letters (IF 13.125), Nanoscale (IF 7.233), ChemComm (IF 6.827), … dont 3 Brevets. Il est également co-auteur de 48 communications dans des conférences nationales (18) et internationales (32) dont 2 conférences invitées et 1 keynote. Il a reçu le Prix du jeune chercheur 2009 pendant le congrès « Sciences et Technologies des Poudres et Matériaux Frittés » (STPMF09).  Il a (co-)encadré 9 thèses, 9 Master II, 2 éléves ingénieurs, 1 Master I et 32 PFE (élèves ingénieurs IT2I).. --> Direction de thèses-Demoisson Le succès de ces travaux lui ont permis également d’obtenir la PES (rang A) de 2012 à 2016 puis la PEDR de 2016 à 2020. En juin 2015, il a obtenu son HDR (« R&D dans les entrailles de l’infiniment petit … ou presque »). --> HDR_demoisson En 2016, il a été qualifié aux fonctions de Professeur des Universités dans les sections 31 et 32.
projets:
Présentation des 5 thématiques de recherche de Frédéric DEMOISSON : -->  Activité scientifique-Demoisson --> Liste exhaustive et classée des contrats de recherche-Demoisson Travaux actuels :
  •  Thématique 4, en cours (depuis octobre 2008): Synthèse hydrothermale de NPs d’oxydes métalliques en milieu sous et supercritique
    Depuis 2001, un procédé développé au sein de ce laboratoire ICB permet la synthèse hydrothermale en continu d’oxydes métalliques en conditions supercritiques (SCW). Depuis sa création, il a constamment été amélioré (évolutions du réacteur, du système de filtration, …) afin de synthétiser des NPs avec une productivité de 15g/h de suspension. En octobre 2008, Frédéric DEMOISSON a été recruté au sein de l’équipe Matériaux Nanostructurés: Phénomènes à l'Interface (MaNaPI) afin d’approfondir cette thématique initiée par le docteur D. Aymes, tant sur le plan fondamental qu’appliqué. Ses activités scientifiques de cette thèmatique 4 en cours  s’articulent autour de 3 axes : --> Etude fondamentale associée aux fluides supercritiques. Afin de comprendre les mécanismes de nucléation et de croissance des NPs d’oxydes métalliques au-delà du point critique de l’eau, l’oxyde de zinc ZnO a été choisi comme matériau modèle (thèse de R. Piolet/2010-2013) en combinant une approche expérimentale et l’utilisation de la simulation par mécanique des fluides numérique (CFD). Cette approche nous a permis de modéliser la formation des NPs de ZnO dans le réacteur en continu et en conditions supercritiques. Trois mécanismes de formation et de croissance de NPs de ZnO en fonction de la pression et de la température, du pH (ou du ratio [Zn(II)]/[KOH]) et de la concentration initiale en Zn(II) ont été proposés. --> Préparation de NPs d’oxydes métalliques. L’optimisation des paramètres de synthèse (température, pression, temps de résidence, …) a permis d’élaborer des poudres à partir de sels de précurseurs métalliques (type nitrate) tels que ZnO, CeO2, ZrO2, La2O3, Y2O3 et d’organométalliques tels que MoO2 et TiO2. Des nanooxydes mixtes (Cr0.8Zr0.2O2, Li2MnSiO4, BaCe0.8Zr0.2O3) ainsi que des particules d’oxydes de fer superparamagnétiques (SPIONs) fonctionnalisées ont également vues le jour. Ces nanomatériaux ont tous trouvé une utilité dans des domaines tels que la métallurgie, la catalyse (projets industriels avec IFPEN, CEA, Welience, ..), la santé (thèse de G. Thomas/2012-2015), l’énergie (pile à combustible, thèse de M. François/2018-2021) et également dans des études à caractère fondamental (notamment spectroscopie Raman basse fréquence). --> Amélioration du dispositif de synthèse en continu. Suite à l’évolution de la thématique « santé » dans l’équipe MaNaPI, des développements autour du dispositif ont été nécessaires afin de préparer en continu des nanohybrides de 3ème génération (thèse de G. Thomas/2012-2015) à base de magnétite (SPIONs) pour des applications dans l’imagerie médicale (IRM). Cette évolution de thèmatique a contraint à ajouter un réacteur lié aux exigences des normes pharmaceutiques et à développer une nouvelle voie de greffage afin de produire, en continu et en une seule étape, des suspensions stables de NPs de Fe3O4 rendues biocompatibles par fonctionnalisation de molécules organiques. Ces travaux sont résumés dans 18 publications (P11 à P28) et ont donnés lieux à 1 dépôt de brevet (B2).
  • Thématique 5, récente (depuis octobre 2014): Elaboration de poudres métalliques à microstructure contrôlée par plasma thermique et par atomisation
Depuis octobre 2014, une nouvelle thèmatique au sein de l’équipe a vue le jour: Elaboration de poudres métalliques à microstructure contrôlée et compréhension des mécanismes de germination/croissance par plasma thermique (collaboration avec TEKNA, thèse de S. Lorand/2014-2017) et par atomisation (collaboration avec FRAMATOME, thèse de B. Ravry/2018-2021). Les travaux de thèse en cours de B. Ravry s’intéressent au développement et à l’instrumentation d’un pilote d’atomiseur de poudres métalliques ultra-pures en vue de comprendre et modéliser les processus physiques impliqués      
communications:
Frédéric DEMOISSON est co-auteur de 48 communications dans des conférences nationales (18) et internationales (32) dont 2 conférences invitées et 1 keynote. --> Liste exhaustive et classée des communications-Demoisson
publications:
Frédéric DEMOISSON est co-auteur de 35 publications parues dans des journaux prestigieux tels que Nano Letters (IF 13.125), Nanoscale (IF 7.233), ChemComm (IF 6.827), … dont 3 Brevets. --> Liste exhaustive et classée des publications-Demoisson
enseignements:
L’enseignement de Frédéric DEMOISSON a débuté en octobre 2002, durant sa thèse en tant que moniteur à l’Université de Lorraine (Nancy). Durant 3 ans, il a dispensé des TD et des TP de chimie générale en première année de deug Science de la Vie. Depuis son recrutement en tant que Maître de Conférences en octobre 2008, ses tâches d’enseignement ont évolué. En plus d’animer des TD et TP en chimie générale et atomistique, il est en charge de cours magistraux en chimie générale (L1 UFR Sciences Vie Terre Environnement) depuis la rentrée 2011. Il a également intervenu en cours intégrés de chimie atomistique (L1 UFR Sciences et Techniques) sur la période 2011-2016. Au niveau Master, il  a dispensé des cours sur la préparation d'oxydes métalliques de 2013 à 2017. Il interviens également depuis octobre 2008 au sein de l’Institut d'Ingénieurs en alternance IT2I de Bourgogne en tant que responsable scientifique de PFE d’élèves en dernière année. Concernant l’animation pédagogique, il est responsable de la chimie générale en L1 UFR SVTE depuis la rentrée 2011 (15-18 groupes de 30 étudiants chaque année). Il a également été responsable de l’atomistique en L1 UFR ST en 2013 et 2014. Enfin, depuis la rentrée 2015, il a pris en charge la responsabilité de la plateforme « salles de TP de chimie inorganique » de l’UFR ST.       
administration:
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