Context : 

The development of lubricants for space applications is a highly specialized challenge given the mechanical and physico-chemical environments in which the mechanisms operate. Whether on the ground, in air, in a vacuum, in a thermal vacuum, or in space, the systems operate in a succession of extreme environments.

A range of lubricants already exists, each with different specificities and different fields of application: fluid lubrication (oils), greases, solid materials (burnished deposits, PVD deposits, self-lubricating composites). In this project, we propose a new avenue for lubrication: molecular based lubricant that can be applied by simple spray. From its manufacture to its use, the product is eco-friendly, meeting the constraints imposed on the toxicity of products used in lubrication.

The objective of this project is to optimize the deposition of molecules and the formation of self-assembled layers in order to obtain a homogeneous, chemisorbed molecular coating over the entire surface of the substrate. The quality of the deposition must be assessable using a simple technique such as fluorescence. While maintaining a maximum thickness of 300 nm.

Further details are available in the attached subject.

Candidate : taste for experimental work, and collaborative work. Experience in tribology, and surface analysis. The project is at the crossroad of mechanics, chemistry, material science, experience and taste for those fields is required.

Funding Partners: collaboration between the French Space Agency (CNES, https://cnes.fr/fr/), CIPELIA’s subsidiary companies INS (https://ins-sciences.com/) and UnilOPAL (https://www.unil-opal.com/), and Institut FEMTO-ST (https://www.femto-st.fr/en), under CNES PhD program

Location: FEMTO-ST Institute, Besançon, France, in the Micro-Nano Sciences and Systems Department (MN2S). The MINAMAS (Micro-Nano Materials and Surfaces) team specializes in the physical, and tribological study of thin films, nanomaterials and solid/gas interaction

Starting date: October 2026

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Application: online on https://recrutement.cnes.fr/fr/annonces from February 2nd to March 13th, 2026, subject REF : 26-159

Contexte : Grâce aux contributions de la spectroscopie atomique, des technologies MEMS et de la photonique intégrée, des horloges atomiques, des capteurs et des instruments miniaturisés ont été développés depuis environ 20 ans [1].
Ce domaine de recherche, lancé en 2004 avec Ce domaine de recherche, lancé en 2004 avec la démonstration au NIST de la première horloge atomique à l'échelle d'une puce (CSAC), a depuis connu une popularité croissante, en raison de
son intérêt stratégique et de la multitude d'applications (GNSS, communications sécurisées, systèmes PNT, etc.) qu'il couvre. Les CSAC commerciales actuelles perdent environ 1 microseconde par jour, soit cent fois moins que les oscillateurs à quartz, pour un budget de consommation volumique comparable. Cependant, le bruit de fréquence de leur laser (VCSEL) limite leur stabilité de fréquence à court terme, tandis que la présence d'une pression de gaz tampon dans leur cellule induit un décalage collisionnel qui compromet leur stabilité à long terme. [...] Dans ce contexte, sur la base de l'expérience acquise au FEMTO-ST, la thèse de doctorat porte sur le développement, l'avancement et la
caractérisation métrologique d'une référence optique microcellulaire ultra-stable basée sur la transition à deux photons de l'atome de Rb à 778 nm. 

Profil du candidat : Le candidat doit apprécier la physique appliquée, afin de travailler dans un domaine hautement interdisciplinaire qui implique les lasers, l'optique, la physique quantique, la CAO (conception de boîtiers physiques) et l'électronique et l'instrumentation (Python de préférence). Le candidat doit être attiré par la métrologie de haute précision. Une certaine expérience des techniques de salle blanche pourrait être un atout supplémentaire.
Environnement : 
Le doctorant travaillera à l'interface entre les groupes OHMS et MOSAIC au FEMTO-ST, à Besançon, en France. Le candidat interagira avec des chercheurs, des ingénieurs et des techniciens et bénéficiera du soutien et des compétences des
services internes du FEMTO-ST (électronique/mécanique/informatique), avec accès à un vaste parc d'instruments dédiés à la métrologie temps-fréquence et à la plateforme de microfabrication (MIMENTO). Le candidat présentera ses travaux dans des revues scientifiques à fort impact et lors de conférences internationales.
Financement de la thèse : 50 % CNES (Agence spatiale française), 50 % autre source
Date de début : octobre 2026
Candidature : https://recrutement.cnes.fr/fr/annonces (ouverte du 2 février au 13 mars 2026)