Reconnaissance visuelle à large échelle
Le sujet de ce post-doc concerne la détection et la reconnaissance d’objets dans des images et les flux vidéo à grande échelle. Il s’agit d’une tâche fondamentale qui est l’objet de recherches très actives au niveau mondial, et une tendance affirmée en ce qui concerne les campagnes d’évaluation. L’aspect « grande échelle » concerne à la fois des bases de taille importantes (e.g dix millions d’images) ou un grand nombre de concepts à reconnaître (e.g 100 à 10000). Il s’agit alors de travailler à la fois sur la partie description des images et classification grande échelle.
Au niveau de la description, les résultats de l’état de l’art reposent sur des descripteurs locaux agrégés selon des dictionnaires de « mots visuels »éventuellement construits au moyen de noyaux de Fisher. Il est néanmoins nécessaire de recoder efficacement ces signatures de manière à gérer les grandes bases. Concernant l’apprentissage des concepts visuels ou des objets, de nombreux algorithmes utilisent des séparateurs à vaste marge mais d’autres approches sont parfois envisagées, comme celles basées ou la régression logistique.
Le poste proposé porte sur la recherche et le développement d’algorithmes efficaces permettant de rechercher des entités visuelles dans de très grandes bases. Différentes pistes sont envisagées et devront être discutées avec le candidat sélectionné en fonction des ses connaissances antérieures et de discussions techniques.
Dispositif d’analyse in situ par LIBS de milieux hostiles hautes températures
Le projet de recherche proposé vise à mettre au point un dispositif d’analyse in situ par la technique LIBS de milieux liquides en conditions extrêmes comme les matériaux à haute température de fusion ou les métaux liquides hautement volatils utilisés pour le développements de la production d’énergies décarbonnées. Le projet met en œuvre deux équipes du CEA spécialisées dans l’instrumentation LIBS, le développement analytique et les milieux à haute température.
A haute température, les métaux fondus présentent une forte réactivité en surface conduisant à des processus d’oxydation, nitruration... L’analyse non intrusive de cette surface par LIBS conduit à des résultats non représentatifs de la composition du métal fondu. Dans ce projet, un nouveau concept d’analyse intrusive en volume, basé sur un brassage mécanique couplé au dispositif d’analyse par LIBS est préconisé. Ce concept, protégé par un brevet CEA, permet le renouvellement de la surface du métal en fusion en maintenant une meilleure stabilité de la surface à analyser. Le projet aura pour objectif de mettre au point un démonstrateur dédié à l’analyse de tels milieux par LIBS, qui sera validé pour l’analyse d’impuretés dans le silicium liquide (T > 1450 °C) pendant les procédés de purification et de cristallisation pour les applications solaires photovoltaïques. A l’issue du projet, le système pourra être adapté puis testé au sein des équipes de la DEN pour l’analyse in situ de la pureté du sodium liquide, fluide caloporteur des réacteurs nucléaires de génération 4.
La carbonisation hydrothermale en tant que prétraitement des déchets avant leur conversion thermochimique par gazéification
La gazéification, transformation thermochimique généralement réalisée à environ 850°C, permet de produire un gaz utilisable en cogénération, ou pour la synthèse de produits chimiques ou de carburants. Des verrous subsistent essentiellement pour la gazéification de déchets d'origine biogénique ou fossile : alimentation irrégulière dans le réacteur due à une hétérogénéité en forme et composition ; formation de polluants inorganiques gazeux (HCl, KCl, NaCl, H2S) ou organiques (goudrons), qui gênent le procédé et/ou diminuent son efficacité, et doivent impérativement être nettoyés avant l’application finale.
L'objectif du post-doctorat sera de tester et d'optimiser une étape de prétraitement de la ressource par carbonisation hydrothermale (HTC). Cette transformation est réalisée à 180-250°C, dans un milieu humide et pressurisé (2-10 MPa). Le produit principal est un résidu solide carboné (hydrochar), valorisable par gazéification. L’HTC vise à limiter le relâchement de polluants organiques et inorganiques lors de la gazéification, et à homogénéiser et améliorer la forme physique de la ressource.
La démarche s’appuiera sur : des expérimentations en réacteurs batch sur des ressources et matériaux modèles préalablement sélectionnés, associées à une quantification et analyse des produits formés ; une analyse des résultats visant à élucider les liens entre la ressource et les propriétés de l’hydrochar en fonction des conditions opératoires ; une évaluation des rendements matière et énergie du procédé HTC-gazéification.
Machine learning et simulateur pour l'estimation d'état d'un processus dynamique
Le but est de décrire au mieux l’état réel d'un procédé d'extraction liquide-liquide sur la base des données enregistrées. Or, ces dernières sont, par nature, entachées d’incertitudes et sous l’influence de variables exogènes qui ne sont pas enregistrées ni intégrées dans le jumeau numérique. Il est donc nécessaire de travailler le recollement des données entre la réalité et le simulé par PAREX+, simulateur dédié à ce type de procédé. Le code PAREX+ sera utilisé pour constituer une base conséquente de simulations : à chaque essai de paramètres opératoires (pavage de l’espace) sera associée la réponse dynamique du système. Le réseau de neurones convolutionnel (CNN) cherchera à résoudre le problème inverse : apprendre sur l’ensemble des réponses dynamiques les jeux de paramètres opérationnels possibles. Un enrichissement progressif de la base de données sera effectué dans les zones où le CNN ne sera pas assez performant. Une fois calibré, le CNN sera confronté aux données réelles et modifié pour tenir compte des imperfections des données. La finalité du CNN est d’être capable de bien identifier les paramètres du procédé à chaque pas de temps à des fins de contrôle et de diagnostic en temps réel : la dynamique observée est-elle celle attendue ?
Conception d’un contrôleur de vol d’un avion à propulsion électrique répartie
Le prix du carburant pour les systèmes de transport aéronautiques représente une part significative du prix de revient d’un trajet et tend à prendre de plus en plus d’importance. Par ailleurs, les nuisances acoustiques associées au bruit de la propulsion thermique au décollage est de moins en moins toléré par le voisinage des aéroports et tend à limiter le déploiement de ce type de transport, notamment pour les cours trajets (vols nationaux). Dans ce contexte, l’ONERA et le CEA se propose de réfléchir à des avions fonctionnant sur la base d’une propulsion électrique avec production d’énergie électrique à bord à partir d’hydrogène et couplée à des batteries de stockage électriques. L’objet de ce post doc n’est pas de gérer l’aspect de la production d’énergie, mais la partie concernant la propulsion électrique. En effet, la propulsion électrique pouvant réagir beaucoup plus rapidement qu’une turbine thermique et pouvant facilement être distribuée en différents point de l’avion, les degrés de liberté sont plus larges et une meilleure efficacité dans la propulsion envisageable. L’objectif de ce post doc est donc de proposer une solution de pilotage de turbines électriques fonctionnant de manière coopérative pour assurer à la fois une meilleure efficacité dans la propulsion et dans le même temps assurer le guidage de l’avion. Ce sujet fait appel à la fois à des connaissances dans les systèmes d’asservissement et les systèmes d’électronique de puissance pour gérer les transferts de puissance vers les différentes turbines électriques. Cette thèse s’appuiera sur les compétences de l’ONERA pour les aspects d’aérodynamisme, l’ONERA fournira notamment les modèles qui permettent de relier la vitesse de rotation/couple des turbines électrique à la poussé associée. Le CEA mettra à disposition ses compétences dans le domaine des capteurs, de l’électronique et de l’électronique de puissance.
Cette étude concerne la synthèse chimique de nanocristaux émettant dans l’infra-rouge et pouvant être intégrés dans des LEDs.
Ces nanocristaux devront être caractérisés par TEM, XRD, EDX, UV-Vis, PL, NMR, FTIR.
Ces composés seront ensuite formulés de sorte à être déposés par jet d’encre.
La personne effectuera les synthèses dans un laboratoire partenaire à l’INAC/LEMOH.
Membranes conductrices protoniques à base de réseaux interpénétrés de polymères pour piles à combustible
Ce sujet se place dans le cadre du développement des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC), et a plus précisément pour objectif d’améliorer leur performance et leur durée pour un fonctionnement au-dessus de 100°C à faible humidité relative.
Les membranes perfluorosulfonées de type Nafion® constituent la référence pour la PEMFC du fait qu’elles présentent à la fois une conductivité protonique élevée à l’état hydraté ainsi qu’une bonne stabilité chimique. Néanmoins, leur conductivité protonique à une humidité relative inférieure à 70% chute, notamment au-dessus de 100°C, en raison d’une densité de groupements conducteurs trop faible. Cette caractéristique constitue une limitation majeure pour leur utilisation dans les conditions de fonctionnement propres au cahier des charges de l’application automobile. Avec ce type de polymère, l’augmentation de la densité de groupe sulfonique se traduit par une diminution de la stabilité mécanique et dimensionnelle des membranes. Or, cette stabilité est déjà faible et pose des problèmes de durée de vie. L’objectif de ce sujet est de réaliser de nouvelles structures de membrane à base de réseaux interpénétrés de polymères permettant de lever l’antagonisme entre conduction protonique et stabilité mécanique. Cette stratégie, récemment brevetée par le CEA (brevet n°08 06890), repose sur l’association de deux réseaux de polymères imbriqués l’un dans l’autre, l’un sulfoné conférant les propriétés de conduction et l’autre fluoré conférant la stabilité chimique et mécanique.
Le post-doctorant fabriquera les membranes et caractérisera leurs propriétés mécaniques, de conduction protonique, de perméabilité aux gaz. Il évaluera également leurs performances et leur durée de vie en pile à combustible.
Couplage entre les répartitions d’eau et de densité de courant dans une PEMFC en fonctionnement
L’objectif du travail est d’étudier les couplages entre les répartitions de densité de courant et d’eau dans une PEMFC , afin d’apporter une meilleure compréhension du fonctionnement de ces systèmes en fonction des paramètres de fonctionnement (température, hydratation de gaz, pression, composition du gaz). La distribution de la densité de courant sera mesurée à l’aide d’une installation commerciale fiable. Le CEA a développé une technique non intrusive basée sur la diffusion des neutrons aux petits angles (SANS) afin de quantifier la distribution de l’eau pendant le fonctionnement de la pile à combustible à l’intérieur et à l’extérieur de l’électrolyte polymère. Ces mesures seront effectuées dans les réacteurs à neutrons à haut flux, comme l’Institut Laue Langevin (ILL). Certaines expériences spécifiques d’imagerie résolution neutrons de haute et basse peuvent être également mènent en outre afin d’avoir une vue 3D complète de la répartition de l’eau.
Minimisation des dommages induits par la gravure par plasma sur les flancs des motifs de semi-conducteurs III-V
Ce projet consiste en l’étude des dommages induits par la gravure par plasma sur les flancs des motifs de semi-conducteurs III-V, afin de développer des solutions technologiques innovantes capables de les minimiser. Nous cherchons à mieux comprendre par quels mécanismes et dans quelle mesure les procédés de gravure plasma modifient les flancs des motifs de semi-conducteurs III-V et les conséquences que cela induit sur les propriétés optiques des dispositifs. Le semi-conducteur étudié sera l’Al0.17Ga0.83As qui possède d’excellentes propriétés opto-électroniques et un gain paramétrique non-linéaire fort.
Le PostDoc se focalisera sur la compréhension des mécanismes d’endommagement par gravure plasma. Il s’agira de déterminer quels sont les paramètres clés de la gravure plasma qui influencent les changements structuraux et chimiques observés sur les flancs de l’Al0.17Ga0.83As ainsi que les changements des propriétés optiques. Cela nécessitera le développement d’une méthodologie de caractérisation 3D quantitative à l’échelle nanométrique des flancs de gravure, basée sur la microscopie Auger et la cathodoluminescence. L’objectif sera ensuite de corréler les défauts structuraux induits par gravure plasma aux modifications des propriétés optoélectroniques. Enfin, le travail consistera à développer un procédé de gravure plasma permettant de minimiser les dommages induits sur les flancs, en explorant des techniques innovantes et alternatives. Des procédés de restauration et de passivations de ces flancs seront aussi étudiés.