Nouvelle architecture de pile à combustible (PEMFC) pour le transport lourd décarboné
Ce post-doctorat vise à développer une nouvelle architecture de pile à combustible PEMFC pour décarboner le transport lourd (camions, maritime, ferroviaire, aéronautique). Les PEMFC actuelles nécessitent une hydratation externe pour maintenir leur performance, car leur membrane polymère exige une humidité proche de 100 %. Au-delà de 80 °C, cette gestion de l’eau, en particulier maintenir une hydratation suffisante, devient difficile, limitant leur température de fonctionnement et imposant des systèmes de refroidissement encombrants.
Le CEA a breveté une architecture innovante doublant les entrées/sorties de fluides, permettant un contrôle indépendant des cellules par paires (bicellules). En inversant les gradients thermiques entre anode et cathode, cette approche optimise la circulation interne de l’eau, maximisant son accumulation et réduisant le besoin d’humidificateurs externes. L’objectif est de valider cette architecture via une bicellule instrumentée, opérationnelle d’ici 1 à 2 ans, combinant modélisation, tests expérimentaux et optimisation des paramètres (débits, humidité, pression, gradients thermiques).
Ce projet pourrait aboutir à une nouvelle génération de PEMFC haute température (> 80 °C) sans humidificateur, simplifiant leur intégration dans les applications industrielles. Les résultats pourraient faire l’objet de publications et de brevets.
Tomographie rayon X - neutrons de l’évaporation dans un matériau poreux produit par fabrication additive pour des applications dans les caloducs
L’amélioration de l’efficacité énergétique des systèmes de refroidissement électronique est cruciale dans de nombreux secteurs. Ainsi, le CEA développe une nouvelle technologie de caloduc basée sur l’intégration d’un réseau poreux réalisé par fabrication additive métallique de type fusion laser sur lit de poudre. Ce travail est mené en collaboration entre deux laboratoires du CEA Grenoble, qui vous aideront à développer un banc expérimental dédié à l’imagerie couplée rayons X / neutrons pour caractériser les mécanismes de formation de poche de vapeur dans un poreux imprégné d’un fluide, au contact d’une source chaude. Cette méthode avancée de caractérisation vous permettra de mieux comprendre les phénomènes physiques en jeu et de proposer de nouvelles architectures poreuses pour augmenter les densités de puissance thermique dissipés. Il s’agira donc de prendre en charge les développements expérimentaux, mener les campagnes d’essais sur une ligne de lumière à l’Institut Laue Langevin (ou instrument équivalent à l’étranger) et analyser les résultats.
Électronique Cryo-CMOS : Effets thermiques et performances électriques dans les MOSFET FDSOI à très basse température
Le sujet de post-doctorat porte sur l'étude des effets thermiques et performances électriques dans les transistors MOSFET FDSOI à très basse température pour des applications cryogéniques, comme les ordinateurs quantiques ou encore les applications spatiales. L'objectif est de modéliser et caractériser la technologie 28FDSOI de STMicroelectronics jusqu’à 4K et en dessous, en se concentrant sur l'auto-échauffement et ses impacts sur les performances des circuits. Les travaux incluent des mesures DC et RF, l'étude de l'effet de la tension de face arrière, et l'exploration des couplages thermiques, et la modélisation associée. Le projet vise également à intégrer ces modèles dans un PDK (Process Design Kit) valide à 4K, afin d’optimiser les circuits opérants à très basse température. Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet IRT Qloop, en collaboration avec STMicroelectronics. Les résultats contribueront à l'avancement de l'électronique Cryo-CMOS et à la réalisation d'ordinateurs quantiques performants.
Métrologie et spectrométrie des rayonnements X pour l'imagerie médicale
Ce post-doctorat de 12 mois porte sur la métrologie et la spectrométrie des rayonnements X pour l'imagerie médicale. Le contexte est la nécessité de tracer la qualité des faisceaux X, alors que les normes actuelles (CEI 61267) ne couvrent pas les nouvelles filtrations (argent, or, étain) utilisées en tomodensitométrie spectrale (sCT), technique concernant plus de 60 millions d'examens CT par an en Europe. Le poste comporte deux volets indépendants. Le premier (axes 1-3) porte sur la rédaction de guides méthodologiques, la qualification des deux bancs de spectrométrie du LNHB (CdTe et HPGe), l'établissement de nouvelles conditions de référence, des mesures cliniques sur site et la participation à une comparaison inter-laboratoire. Le second volet (axes 4-5) porte sur un dosimètre instrumenté dédié à l'imagerie radiologique, issu d'une thèse en cours de finalisation : fabrication d'une présérie, étalonnage, caractérisation métrologique complète, validation clinique en hôpital et réalisation d'un démonstrateur.
Dimensionnement robuste et fiable de systèmes énergétiques multi-vecteurs à l'échelle locale
La décarbonation des systèmes énergétiques territoriaux ou industriels passe par une intégration mutli-vecteurs (électricité, chaleur, gaz) et une gestion optimisée des flexibilités (stockages, demandes flexibles). Cependant, les incertitudes sur les données exogènes et celles dues au choix de modélisation limitent la confiance dans les dimensionnements obtenus par des approches classiques (par exemple, modèle Mixed Integer Linear Programming déterministe).
Le post-doctorat vise à évaluer et à améliorer la robustesse, la fiabilité et la finesse des dimensionnements et des KPIs (coût, émissions CO2) face à ces incertitudes. Les travaux du post-doctorat combineront :
- Une analyse comparative d'approches existantes (étude de scénarios, horizon roulant, MPC) par des métriques quantitatives (inspirées, par exemple, de la météorologie : robustesse, fiabilité, finesse).
- L'implémentation d'un cas d'étude pour servir de benchmark, en reprenant des travaux existants et en générant des scénarios et des résultats.
- Le développement d'une approche de dimensionnement réduisant l'impact des incertitudes, avec validation sur des cas d'études réalistes.
Exploration de l'espace des configurations atomiques par IA générative pour la simulation des matériaux nucléaires chimiquement désordonnés
Comment prédire les propriétés d'un matériau quand le nombre de configurations atomiques possibles dépasse 2^2500 ? C'est le verrou que nos équipes IRESNE (physique des combustibles nucléaires) et LIST (IA) viennent de lever avec PULSE, une méthode générative (VAE) publiée dans Nature Scientific Reports, qui réduit déjà le coût de calcul de plus de deux ordres de grandeur (22 282 h CPU ramenées à 85 h CPU sur un cas test). Sans équivalent connu dans la littérature internationale, PULSE positionne le CEA en pionnier sur l'échantillonnage génératif de l'espace des configurations des matériaux à désordre chimique.
Ce postdoc de 24 mois vous donne l'opportunité de porter cette méthode vers sa prochaine génération, en pilotant trois axes ambitieux, menés en parallèle : repousser la précision du modèle sur des systèmes de plusieurs milliers d'atomes grâce à une architecture IWAE ; lui donner la capacité de quantifier ses propres incertitudes, un prérequis pour toute utilisation en sûreté nucléaire ; et, en deuxième année, vous attaquer à un axe exploratoire à haute valeur scientifique — généraliser PULSE à un
espace latent continu, ouvrant la voie à son application à tout cristal ou alliage désordonné.
Vous évoluerez au cœur d'un consortium interne au CEA associant deux expertises complémentaires (physique atomistique des combustibles nucléaires à IRESNE, IA générative de pointe au LIST), avec accès aux supercalculateurs du CEA, la liberté de publier dans des revues de premier plan, et la perspective de voir vos résultats alimenter directement les analyses de sûreté des réacteurs via la plateforme PLEIADES. Un poste taillé pour un profil curieux, qui veut allier recherche de pointe en IA générative et impact concret sur un enjeu stratégique pour l'énergie nucléaire.
Fuzzing avancé pour la sécurité des chaînes d’approvisionnement logicielles
Les appareils IoT (routeurs, systèmes de vidéosurveillance, etc.) reposent sur un code binaire assurant leur fonctionnement. Ce code intègre souvent des milliers de composants logiciels préexistants, majoritairement issus de bibliothèques open source dont le code est librement accessible en ligne. Cette complexité ouvre la voie à des attaques visant la chaîne d’approvisionnement logicielle, notamment par l’insertion de portes dérobées ou l'exploitation de vulnérabilités connues.
Le projet SECUBIC a pour objectif de renforcer la détection de ces vulnérabilités au sein des firmwares IoT. Dans ce cadre, le ou la candidat.e contribuera à l’approfondissement des travaux de recherche existants et participera au développement de nouvelles techniques de fuzzing et d’analyse statique visant à prévenir et détecter ce type d’attaques.
Prototypage et caractérisation électrochimique de batteries tout-solide
Titulaire d’un doctorat en électrochimie, science des matériaux, chimie ou génie des procédés, le/la post-doctorant(e) contribuera, en étroite collaboration avec les partenaires du projet, au développement de procédés de fabrication et au prototypage de cellules de batteries tout-solide de 4? génération (Li/NMC riche en Ni) et de 5? génération (Li/Soufre).
Les travaux porteront sur la mise en forme des électrodes et l’assemblage de cellules tout-solide, en s’appuyant sur des procédés tels que l’enduction, l’extrusion, ainsi que des voies alternatives incluant l’impression 3D. Les procédés seront optimisés afin de réaliser des cellules prototypes (pile bouton et format sachet souple), de capacité allant jusqu’à 1 Ah, intégrant des interfaces optimisées. Ces cellules seront ensuite testées électrochimiquement afin d’évaluer leurs performances (capacité spécifique, efficacité coulombique, stabilité au cyclage).
La majorité des travaux expérimentaux sera réalisée en environnement contrôlé (salle anhydre), avec des étapes régulières de caractérisation des électrodes et des cellules développées. Les missions principales seront :
- Contribuer à la définition des plans d’essais à partir des données internes et de l’état de l’art,
- Développer et optimiser les procédés de fabrication d’électrodes et de cellules tout-solide,
- Réaliser et tester des cellules prototypes Gen4b et Gen5,
- Evaluer les performances électrochimiques et analyser les résultats obtenus,
- Mettre en forme et présenter les résultats de manière claire et synthétique,
- Proposer des axes d’amélioration, contribuer au bon fonctionnement du laboratoire, respecter les règles de sécurité et de qualité,
- Valoriser les travaux de recherche par des publications, communications scientifiques et dépôts de brevets.
Propriétés thermiques de structures 3D en nitrure d'Aluminium dédiées au packaging électronique
Le postdoc de 12 mois s'inscrit dans le projet global 3DNAMIC, financé par la région Occitanie et associant la plateforme Matériaux du département DRTDOCC et le laboratoire Laplace. Une thèse a démarrée en décembre 2024 visant "l'Etude et la caractérisation des céramiques 3D en nitrure d'aluminium pour le packaging et la gestion thermiques de composants électroniques.".
Le postdoc doit débuter en septembre 2026 avec comme objectifs principaux:
Objectif 1 : Réaliser une analyse comparative des propriétés thermiques des céramiques produites par des éléments AF et sur des structures modèles à l'aide de différents matériaux disponibles dans la plateforme matériaux du CEA.
Objectif 2: Proposer, qualifier et valider, numériquement puis expérimentalement, des structures de dissipation thermique pour les céramiques obtenues par FA dans le cadre du projet 3DNAMIC.
Intégration de répliques CRDT dynamiques
Les cadres de modélisation existants présentent des capacités de collaboration limitées. La collaboration au niveau du modèle est une fonctionnalité essentielle. Or, la plupart des solutions reposent principalement sur des bases de données centralisées et hébergées dans le cloud. Si ces solutions facilitent la collaboration entre partenaires connectés grâce à des techniques de contrôle de la concurrence ou à une politique de « dernier contributeur », elles ne prennent pas en charge les scénarios de collaboration hors ligne, pourtant indispensables à la conception de logiciels privilégiant le local. Cette situation engendre un compromis important : utiliser des solutions cloud et sacrifier le contrôle de la propriété des données, ou opter pour des instances séparées sans capacités de collaboration.
L’objectif de ce projet postdoctoral est de contribuer à l’amélioration d’un cadre d’ingénierie système basé sur les modèles (MBSE) existants, en privilégiant le local et en s’appuyant sur des types de données répliquées sans conflit (CRDT) spécialisés. Le but est de permettre la collaboration en temps réel grâce à des CRDT spécifiques à la modélisation. L’approche proposée consiste à étendre une couche de communication intermédiaire, utilisant des CRDT, afin de synchroniser de manière transparente des modèles d’ingénierie distribués et fonctionnant hors ligne.
Le chercheur postdoctoral réalisera une revue de la littérature sur les approches de communication et d'appartenance à un groupe dans les environnements P2P. Un aspect majeur à prendre en compte est l'entrée et la sortie des membres d'un groupe, afin que l'état CRDT reste toujours cohérent. Les composants seront intégrés à notre cadre de modélisation CRDT.