Nouvelles architectures d’antennes MIMO compactes pour les communications en bande FR3
L’évolution des réseaux de communication sans fil cellulaire vers des infrastructures MIMO distribuées nécessite de repenser les structures d’antennes pour les adapter au traitement des signaux afin de garantir une connectivité optimisée, continue et robuste. Conjointement, l’utilisation d’une nouvelle bande de fréquence située autour de 7 GHz permet de repenser l’utilisation de concept d’antennes peu encombrantes pour augmenter la directivité des antennes, générer des multifaisceaux et les piloter angulairement tant au niveau du terminal utilisateur que des points d’accès radio appelés à se multiplier.
L’objectif de cette thèse est alors de développer une solution d’antenne compacte multi accès adaptée à une stratégie d'optimisation de formation de faisceaux mixte (analogique-numérique) capable des transmettre des flux distincts afin d'optimiser la transmission d’information à faible consommation énergétique. Elle s’appuie sur une approche originale de formation de faisceaux multiples associant les concepts de superdirectivté et de surface émettrice haut rendement. Des verrous conceptuels sont à résoudre en même temps que le développement d’outils d’analyse, modélisation et conception. La maitrise du couplage entre accès d’antenne MIMO sera un point particulièrement étudié ainsi que la maitrise de la consommation du système électronique complet nécessaire à la formation et au pilotage des multi-faisceaux.
Les travaux de recherche seront organisés autour des activités suivantes :
• Analyse de l’état de l’art scientifique et technique
• Développement d’outils numériques d’analyse, de conception et d’optimisation (de type décomposition en ondes sphériques, théorie des modes caractéristiques)
• Étude et évaluation par simulation électromagnétique d'architectures d'antennes pour la formation et le pilotage de faisceaux multiples (volume holographique basée sur le concept de superdirectivité, cellules unitaires canoniques, évaluation de l'électronique de commande). Une attention particulière sera portée à la maitrise du couplage entre les accès d’antenne.
• Conception d'un système d'antenne compact à faisceaux multiples orientables (cellules rayonnantes, commande RF économe en énergie, électronique optimisée en termes de consommation, fabrication et essais de prototypes)
• Fabrication et tests expérimentaux du système d'antenne à faisceaux multiples orientables électroniquement
Les travaux seront réalisés dans le cadre du projet EXCELL-FR3 financé par le PEPR réseau du futur (France 2030).
DETOX : MoDulation de la structure ElecTronique d’OXyde de tungstène par dépôt combinatoire en couches minces : Influence des défauts intrinsèques et extrinsèques sur les propriétés électrochimiques
Dans le cadre d’une collaboration entre le CEA-TECH, le CEA-INSTN, l’ICMCB, et le FSCEL-laRFIS de Montréal, nous proposons un sujet de thèse sur la modulation de la structure électronique d’oxyde de tungstène par dépôt combinatoire en couches minces. Le projet DETOX est dédié à la recherche accélérée de matériaux et vise en particulier le domaine des systèmes électrochimiques avec des applications en électrochromisme ou photo-électrocatalyse. Le couplage ou synergie entre les propriétés chromogéniques (modulation des propriétés optiques par un stimulus extérieur et en particulier de l’électrochromisme avec application d’une tension) et la photo-électrocatalyse s’appuie sur l’origine redox des 2 fonctionnalités induisant soit un changement de couleur soit la production d’H2 par craquage de l’eau. Se focalisant sur la voie couche mince et nommément la pulvérisation cathodique magnétron, l’identification de matériaux aux propriétés optimisées nécessite de balayer un grand nombre de conditions de dépôt, telles que la nature de la cible, la pression, l’atmosphère, induisant des modulations de structure, morphologie, composition. Dans cette recherche de matériaux performants, les dépôts combinatoires d’oxydes se révèlent être un outil très pertinent. Une telle approche couplée à l’utilisation d’outils d’intelligence artificielle pour prédire les matériaux ayant les meilleures propriétés et permettant leur optimisation conduit à un gain de temps significatif.
S’appuyant sur un consortium de quatre équipes aux expertises complémentaires, le(a) doctorant(e) bénéficiera de l’aide des permanents impliqués dans le cadre du projet DETOX qui participeront activement aux travaux de recherche.
Ces travaux seront menés dans le cadre du PEPR (Projet d’Equipements Prioritaires de Recherche) DIADEM coordonné par le CNRS et le CEA, dédié à la découverte accélérée de matériaux innovants assistée par Intelligence Artificielle. Ils seront réalisés conjointement principalement au sein de deux laboratoires de la région Nouvelle Aquitaine à Pessac (Plateforme Criblage Matériaux du CEA Tech (PRTT NA) et Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB) avec des aller-retours à Paris Saclay et à Polytechnique Montréal entre 9 mois et 12 mois de la thèse.
Matériaux biosourcés 3D enrichis en ARNm pour la régénération osseuse : optimisation de la différentiation ostéogénique par des méthodes basées sur l’IA
Ce projet de thèse vise le développement de «scaffolds» biorésorbables fonctionnalisés par des ARNm à base d’un polycation, la poly(L-lysine) et d’acide hyaluronique, selon différentes architectures. L’originalité de l’approche repose, d’une part, sur l’incorporation au sein de ces biomatériaux de séquences d’ARNm encapsulées dans des nanoparticules, codant pour des protéines clés de la régénération osseuse (VEGF, BMP), et d’autre part, sur l’étude de l’impact de l’organisation tridimensionnelle des polymères sur l’efficacité biologique du «scaffold». Cette approche vise à transformer les cellules présentes au site lésionnel en mini-pompes thérapeutiques par transfection in situ, assurant une production locale et prolongée des protéines d’intérêt à des doses physiologiques. Des approches d’intelligence artificielle seront utilisées comme outils d’aide à la conception pour analyser et exploiter les données expérimentales. Elles permettront d’orienter le design des «scaffolds» (composition, architecture, chargement en ARNm) en vue d’optimiser la différentiation ostéogénique, tout en réduisant le nombre d’itérations expérimentales.