Définition et mise en œuvre de métriques pour la mesure de l’obsolescence logicielle
L'impact environnemental du numérique est devenu une préoccupation majeure, avec une empreinte environnementale (notamment carbone) mesurable et croissante. Une part importante de cet impact provient de la fabrication des équipements, souvent renouvelés prématurément, en partie à cause de l'obsolescence induite par le logiciel. « Les programmes ralentissent plus vite que le matériel s’améliore » est la formulation de la loi de N. Wirth. Tout utilisateur d’ordinateur ou de téléphone intelligent en a l’expérience lors des multiples mises à jour logicielles, jusqu’à ce que le l’ordinateur ou le téléphone ne supporte plus les besoins des applications.
Malheureusement cette loi n’a jamais été formalisée ni mesurée expérimentalement ; c’est l’objectif de ce projet.
Plus précisément l’objectif est de se doter de métriques sur l’évolution de la complexité opérationnelle des logiciels à travers leurs différentes versions. Ces métriques pourront ensuite être utilisées dans les ateliers logiciels et éventuellement permettre de répondre à des besoins normatif : « mon logiciel ne doit pas prendre plus de 7% de complexité par an » afin d’augmenter la durée de vie du matériel qui représente la majeure partie de l’empreinte environnementale du numérique.
En pratique il s’agira de mettre au point une méthologie sur des outils de complexité croissantes en utilisant des sénarios d’usage pour mesurer la complexité opérationnelle.
Cette méthode sera à appliquer sur un ou plusieurs cas d’usage tels qu’un scénario de traitement de texte open source (LibreOffice) ainsi qu’un scénario Web.
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.
Modélisation globale des systèmes électriques sous contraintes de limites planétaires et sociales
Le projet EQUALS (EQUitable Allocation of Low-carbon Electricity Sources in a Changing and Resource-limited World) aborde le défi de la transition des énergies fossiles vers des énergies bas-carbone, sous contrainte des limites planétaires et sociales. Si l’électrification rapide des usages est un levier majeur face au changement climatique, elle se heurte à la disponibilité limitée des ressources naturelles, aux budgets carbone et aux spécificités territoriales. EQUALS évalue la faisabilité de satisfaire les besoins énergétiques mondiaux au sein de ces limites, en traitant l'énergie comme un commun.
Basé au CEA Liten à Grenoble, ce postdoctorat de 18 mois pose les bases méthodologiques du projet. La mission se concentre sur la génération de séries temporelles horaires de demande d’électricité à l’échelle nationale. Ce travail implique la reconstruction de profils de consommation intégrant la thermosensibilité (chauffage et froid), les trajectoires socio-économiques de développement et l’électrification des usages finaux. En parallèle, des profils de production EnRi (renouvelable intermittente) seront générés pour quantifier la disponibilité des ressources à travers le monde.
Ces données alimenteront un modèle d'optimisation global afin d'identifier des trajectoires de transition minimisant le recours aux énergies fossiles, dans le respect des planchers sociaux et des plafonds planétaires. Le ou la candidat.e intégrera l'équipe interdisciplinaire EQUALS et collaborera avec un réseau d'experts en modélisation, géographie, écologie industrielle et climat. Ce poste offre un cadre de recherche stimulant au sein de l'écosystème grenoblois, faisant le pont entre l'ingénierie technique et les sciences de la durabilité.
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.
Suivi in situ 4D de l'évolution microstructurale dans des simulations atomistiques
Les progrès exponentiels du calcul haute performance ont permis le développement de simulations atomistiques à très grande échelle, capables de modéliser des systèmes contenant des milliards, voire des milliers de milliards d’atomes. Cependant, ces simulations génèrent des volumes de données colossaux, rendant le stockage et le post-traitement classiques de plus en plus coûteux et limitants. L’analyse in situ, réalisée directement pendant la simulation, apparaît alors comme une solution essentielle pour réduire le volume de données enregistrées, en ne conservant que l’information pertinente.
Dans ce contexte, le suivi 4D (espace et temps) de l’évolution microstructurale des matériaux soumis à des conditions extrêmes constitue un enjeu scientifique majeur. Les simulations atomistiques offrent une résolution spatiale permettant l’observation détaillée des défauts cristallins tels que les dislocations, le maclage, les lacunes et les pores, qui jouent un rôle clé dans les transformations de phase, la plasticité, la fusion/solidification et l’endommagement des matériaux. Le suivi temporel de ces structures permet d’analyser leurs mécanismes de formation, d’évolution et d’interaction, ainsi que leurs corrélations spatiales et temporelles.
Ce travail s’appuie sur la plateforme de calcul exaNBody et sur une méthode de clustering in situ développée dans le code ExaStamp, basée sur la projection des données atomiques sur une grille eulérienne 3D et leur traitement en temps réel. L’objectif est d’étendre cette approche à une dimension temporelle complète afin de suivre l’évolution des clusters en 4D. Cette extension permettra une analyse dynamique par graphes, offrant un accès aux propriétés temporelles des structures, à leurs trajectoires et à leurs comportements collectifs. À terme, ces avancées contribueront à améliorer la compréhension des mécanismes microscopiques hors équilibre et à développer des modèles prédictifs plus précis en science des matériaux.
Simulation d'effondrements de terrain et des vagues associées par un code 3D
Jusqu’à présent, les tsunamis générés par des effondrements de terrain sous-marins étaient modélisés au CEA par un code d’ondes longues 2D (Avalanche) adapté alors aux moyens de calcul mais qui, aujourd’hui, semble obsolète dans la littérature. Un premier post-doctorat (2023-2025) a montré que l’outil 3D OpenFoam permettait de simuler avec précision un effondrement de terrain et les vagues associées dans la zone de génération. Au cours de ce post-doctorat, un couplage entre le code CEA de propagation "2D" (Taitoko) et le code 3D a été mis au point de façon à propager les vagues à longue distance. Les travaux effectués seront poursuivis. Le premier objectif sera de se familiariser avec les outils mis au point et de publier le travail effectué sur l’effondrement de 80 Mm3 qui s’est produit en 1979 à Mururoa. L'objectif principal est ensuite de réaliser des simulations d’effondrements potentiels en zone Nord, sachant que la principale difficulté est de définir la géométrie de ces effondrements potentiels. La propagation des vagues sur de longues distances est simulée par un code tsunami "2D" couplé au code OpenFoam.
Analyse des Effluents Gazeux pour des Procédés de Gravure Plasma plus Éco-Responsables
Les gaz fluorés traditionnellement employés, comme le CF4 et le C4F8, ont des potentiels de réchauffement (GWP) extrêmement élevés et une longue durée de vie atmosphérique, participant au changement climatique. L’utilisation de gaz alternatifs à faible GWP, combinée à des systèmes d’abattements des effluents en sortie de réacteur, devrait permettre de concilier performances des procédés de gravure plasma et responsabilité écologique. Dans ce contexte, vous aurez en charge d’analyser et de caractériser par spectrométrie de masse les gaz présents dans un plasma de gravure industriel, et de les comparer à ceux présents à la sortie des pompes du réacteur et du système d’abattement. Les principaux objectifs sont de déterminer le taux de destruction des gaz fluorocarbonés à fort GWP utilisés dans les procédés de gravure au niveau du plasma et des systèmes de pompage et d’abattement ains que de proposer des solutions alternatives et innovantes pour minimiser le rejet des effluents gazeux à fort GWP.
Outils et méthodes de diagnostic pour la réutilisation des composants électroniques
Le Laboratoire Autonomie et Intégration de Capteurs (LAIC) du CEA-Leti a pour mission principale le développement de systèmes de capteurs pour la digitalisation des systèmes. Les activités de l’équipe sont à l’interface du hardware (électronique, optronique, semi-conducteurs), du software (intelligence artificielle, traitement du signal) et du système (architecture électronique, mécatronique, modélisations multiphysiques).
Dans un contexte de croissance exponentielle de l'électronique et de raréfaction des ressources, la réutilisation de composants électroniques issus de systèmes en fin de vie représente une voie prometteuse pour limiter l'impact environnemental et soutenir le développement d'une économie circulaire. L'objectif de ce projet est de développer une méthodologie de diagnostic avancé permettant d'évaluer l'état de santé de composants électroniques, notamment de puissance, afin de les réintégrer dans un cycle de seconde vie moins contraignant.
Le ou la post-doctorant(e) aura pour mission de développer une approche complète pour évaluer le potentiel de réutilisation de composants électroniques, en vue de les réintroduire dans des cycles de seconde vie. Cela comprendra :
- L’identification d’indicateurs de santé pertinents pour suivre l’évolution des performances de composants (ex. : MOSFET, IGBT, condensateurs, etc.) ;
- La mise en place de bancs de test et de capteurs adaptés à la mesure de paramètres électriques, thermiques ou mécaniques, dans le but de détecter les signes de vieillissement ;
- L’analyse des modes de dégradation à travers des essais expérimentaux et des modèles de défaillance ;
- Le développement d’algorithmes de prédiction de la durée de vie résiduelle (Remaining Useful Life – RUL), adaptés à différents scénarios d’usage ;
- La contribution aux publications scientifiques, à la valorisation des résultats, et à la collaboration avec les partenaires du projet.
Développement d'une architecture d'instrumentation innovante utilisant un réseau de capteurs magnéto-résistifs pour créer un système de tomographie rapide pour les piles à combustible
Développement d'une architecture d'instrumentation innovante utilisant un réseau de capteurs magnéto résistifs pour créer un système de tomographie rapide pour les piles à combustible.
L'objectif est de développer un démonstrateur TRL 4 en laboratoire pour prouver le concept sur une pile à combustible à basse température. Cela inclura quatre cartes de mesure avec plusieurs dizaines de capteurs magnétiques synchronisés pour des acquisitions simultanées. Les résultats expérimentaux et une description du système d'instrumentation seront publiés. Les données historiques seront utilisées pour valider les algorithmes de résolution de densité de courant et comparer leurs performances à celles des solutions basées sur des réseaux de neurones informés par la physique. Les résultats estimés de densité de courant seront utilisés pour une publication supplémentaire.
Le système d'instrumentation sera intégré dans un banc d'essai du CEA dédié au contrôle optimal, à l'observation des transitoires, à la détection de défauts et à l'exploration des phénomènes de propagation de défauts. Cette approche offrira une observation dynamique et non invasive de la distribution du courant dans la pile à combustible, améliorant ainsi la compréhension de son fonctionnement et facilitant l'optimisation de ses performances et de sa durée de vie.
Étude de la formulation Vitesse-Vorticité-Pression pour discrétiser les équations de Navier-Stokes.
Les équations de Navier-Stokes incompressibles sont parmi les modèles les plus
utilisés pour décrire les écoulements d’un fluide newtonien (c’est-à-dire un fluide dont la viscosité est indépendante des forces extérieures appliquée au fluide). Ces équations modélisent le champ de vitesse et le champ de pression du fluide. La première des deux équations n’est autre que la loi de Newton, tandis que la seconde découle de la conservation de la masse dans le cas d’un fluide incompressible (la divergence de la vitesse est nulle). L’approximation numérique de ces équations est un véritable défi en raison de leur caractère tridimensionnel et instationnaire, de la contrainte de divergence nulle et enfin de la non-linéarité du terme de convection. Il existe différentes méthodes de discrétisation, mais pour la plupart de ces méthodes, l’équation de conservation de la masse n’est pas satisfaite exactement. Une alternative consiste alors à introduire comme inconnue supplémentaire la vorticité du fluide, égale au rotationel de la vitesse. On réécrit alors les équations de Navier-Stokes avec trois équations. Le post-doc consiste à étudier d'un point de vue théorique et numérique cette formulation et de proposer un algorithme de résolution efficace, dans le code TrioCFD.