Fouille de Données et Caractérisation Accélérée pour la Compréhension de l'Oxydation en Couches Duplexes
Le projet FOCACCYA, mené sur deux ans par un consortium interdisciplinaire (CEA, Institut Clément Ader), vise à comprendre et prévenir la formation de couches d'oxydes duplexes, critiques pour la corrosion des matériaux dans des environnements industriels comme les réacteurs nucléaires. Il combine fouille de données bibliographiques et expérimentales, analyse statistique et expériences de caractérisation avancée pour identifier les paramètres clés de ce phénomène. Les résultats seront intégrés dans une base de données pour modéliser les mécanismes de corrosion et améliorer la protection des matériaux. La personne recrutée sur un contrat post-doctoral de deux ans prendra en charge la mise en place de la base de données et son exploitation par des méthodes numériques (statistiques, ML et IA).
Développement de cellules solaires tandem Silicium-Pérovskite pour des applications spatiales H/F
Avec des rendements records dépassant maintenant 35%, les cellules tandems silicium-pérovskites suscitent un intérêt croissant dans le domaine du photovoltaïque. En raison notamment de leur coût de fabrication faible en comparaison de cellules solaires III-V typiquement utilisées pour les applications spatiales.
Les cellules à base de silicium « classiques » souffrent particulièrement des irradiations reçues dans l’environnement spatial. Récemment, une solution de « self-recovery », permettant à des cellules PV à hétérojonction de silicium (SHJ) amincies (90 µm) de s’auto-régénérer en quelques heures dans des conditions représentatives de l’environnement spatial a été démontrée après une irradiation par un faisceau d’électron par une équipe du DTS.
Le ou la post-doctorant(e) sera basé(e) au DTS sur le site de l’INES (Bourget-du-Lac). Le but de ce Post-Doctorat est de fabriquer des tandems Silicium-Pérovskite à partir de ces cellules SHJ « spatiales ». Principalement en salle blanche, vous réaliserez toutes les étapes de fabrication de la cellule supérieur Pérovskite. Vous caractériserez les tandems réalisés et serez source de proposition pour les améliorations à apporter à l’une ou l’autre des sous cellules. Des tests de résistance à l’environnement spatial seront programmés afin d’évaluer la résistance de ces dispositifs aux irradiations (électrons / protons) et aux cyclages thermiques rapides.
Chercheur postdoctoral en batteries lithium-ion tout-solide
Souhaitez-vous que votre travail ait un impact sur la transition énergétique en cours ?
Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), et plus particulièrement le laboratoire d'innovation pour les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux (CEA/LITEN), situé à Grenoble, en France, est l’un des principaux centres mondiaux de recherche sur les batteries, avec des infrastructures et des équipements de pointe dédiés aussi bien à la recherche fondamentale qu’aux applications industrielles. Dans le contexte de l’émergence de besoins en solutions énergétiques plus durables, l’une de nos missions est de faciliter le développement du transport électrique grâce à l’amélioration des batteries rechargeables. Le LITEN est un membre actif de Carnot Énergies du Futur, l’Institut Carnot dédié aux nouvelles technologies de l’énergie.
Nous recherchons un(e) chercheur(euse) postdoctoral(e) hautement motivé(e) pour travailler sur un projet Carnot consacré au développement d’électrolytes solides stables à l’air pour les batteries lithium-ion, afin de favoriser davantage leur mise en œuvre pratique.
Le projet porte notamment sur la modification chimique de l’électrolyte, sa caractérisation avancée à l’aide d’un ensemble de méthodes physico-chimiques, notamment la résonance magnétique nucléaire (RMN) solide améliorée par polarisation nucléaire dynamique (DNP), ainsi que sur la réalisation de tests représentatifs dans des batteries de petite taille.Une équipe multidisciplinaire, réunissant un haut niveau d’expertise et d’excellence scientifique dans ce domaine, est impliquée dans le projet.Un exemple de recherche récente dans ce domaine est disponible ici : https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104742.
Le projet vise notamment à développer de nouvelles idées, à produire des publications scientifiques et des brevets, ainsi qu’à participer à des conférences internationales.
Normalisation d'essais de corrosion en sels fondus
Les réacteurs à sels fondus représentent une piste prometteuse pour les réacteurs nucléaires de IVe génération en raison notamment de leur sûreté intrinsèque et de la possibilité de réutiliser le combustible usagé des REP. Deux types d’halogénures sont envisagés pour ce concept, à savoir les fluorures et les chlorures. Leur choix est justifié par leurs propriétés thermophysiques ainsi que par leur compatibilité avec les infrastructures déjà existantes.
Malgré leurs nombreux avantages, les sels halogénures – et plus particulièrement chlorures et fluorures – sont très hygroscopiques, menant à une corrosion sévère des matériaux de structure qui est gouvernée par la présence d’impuretés. Afin de comprendre à la fois les mécanismes mis en jeu ainsi que leurs cinétiques, des études de corrosion sont menées à travers le monde à l’échelle des laboratoires. En raison des différents protocoles expérimentaux appliqués ainsi que des moyens expérimentaux variés la littérature est riche mais les données publiées se révèlent disparates rendant impossible la comparaison du comportement des matériaux dans ces milieux à travers différents laboratoires.
Le projet européen ENHARMONY vise à proposer des protocoles pour la purification de ces sels ainsi que pour la conception et la réalisation d’essais de corrosion afin de normaliser ces essais en sels fondus halogénures. Pour ce faire, le comportement de deux alliages commerciaux (316H et IN625) sera étudié dans un sel ternaire chlorure et dans un sel binaire fluorure dans plusieurs laboratoires européens avec les mêmes protocoles expérimentaux.
Le sujet proposé revêt un fort caractère expérimental dans la mesure où le ou la post-doc mènera l’intégralité des essais de corrosion, depuis la purification du sel jusqu’aux analyses post-mortem des échantillons et du sel. Il/elle sera directement impliqué(e) dans le projet en prenant par aux discussions des résultats et aux décisions menant à la mise en place de procédures.
Résolution des équations intégrales en électromagnétisme : de la discrétisation d’ordre élevé à la compression H-matrice
La simulation de problèmes d’ondes électromagnétiques (EM) joue un rôle clé dans de nombreux domaines, allant de la caractérisation et du contrôle d’objets à la furtivité radar. Une approche courante consiste à transformer le problème initial 3D volumique en une équation intégrale 3D surfacique posée au niveau des interfaces entre matériaux et de les discrétiser par une méthode éléments finis de frontière (BEM - Boundary Element Method). La montée en ordre (HO) accélère la convergence de l’approximation, offrant ainsi un gain significatif de précision à nombre égal d’éléments dans le maillage, mais complexifie l’assemblage du système linéaire. En particulier, le calcul des intégrales singulières et quasi-singulières devient délicat, tandis que l’intégration de méthodes HO au sein d’algorithmes de compression rapides basés sur le formalisme de matrices hiérarchiques (HMAT) pose des questions sur l’efficacité globale de la BEM. Ce post-doctorat vise à lever ces problématiques inhérentes à la montée en ordre de la BEM pour en obtenir une solution à la fois performante et robuste au regard des applications EM visées.
Instrumentation et reconstruction 3D informée par la physique pour le diagnostic magnétique quantique des batteries Li-ion
Le projet OPTIMAQ du CEA vise à réduire le taux de rebut de la formation des cellules Li-ion — jusqu'à 50 % aujourd'hui, objectif 5 % — grâce à un système non invasif de mesure magnétique quantique. Ce post-doctorat couvre les deux volets logiciel et expérimental du projet : le montage du banc de mesure (magnétomètre à pompage optique à hélium 4, blindage, translation de la cellule) et le développement d'un algorithme de reconstruction 3D de la densité de courant (RBF-FD/PINN) informé par la physique, pour détecter des défauts dès la formation.
Hébergé au CEA-LETI à Grenoble au LSSC (traitement de signaux capteurs, reconstruction), en forte transversalité avec les laboratoires L2EP/LAIC (instrumentation des systèmes de batterie, magnétométrie quantique) du CEA-LETI, les laboratoires LAPS/LMPS (électrochimie Li-ion : mise en œuvre expérimentale et tests, modélisation et simulation) du CEA-LITEN, ce poste s'inscrit dans un projet de 24 mois visant un TRL 3, avec perspective de publications et de brevets.
Intelligence Artificielle pour l’Estimation Rapide de Termes Sources
Le projet AIFORSTE du CEA vise à améliorer la gestion des situations d'urgence liées aux rejets atmosphériques engendrés par des accidents industriels ou des actes de malveillance. Nous développerons une méthode d'estimation de source en quasi-temps réel, permettant une réaction rapide et efficace face à ces événements critiques où le temps est toujours une contrainte fondamentale.
Face à l’impossibilité d’utiliser des simulations CFD détaillées pour une intervention immédiate et à l’imprécision des modèles analytiques simplifiés, ce post-doctorat sera consacré à une approche hybride fondée sur l’Intelligence Artificielle informée par la physique (Physics-Informed AI).
Le cœur du travail consistera à concevoir et à optimiser des architectures de réseaux de neurones profonds combinant les PINNs (Physics-Informed Neural Networks) et les Neural Operators (FNO, DeepONet). L'objectif sera d’évaluer quasi-instantanément la position, l'intensité et la cinétique d’une ou de plusieurs sources de rejets inconnues à partir d’un nombre restreint de mesures bruitées, tout en respectant les lois de conservation physiques.
Hébergé au CEA-Leti (Grenoble) et co-encadré par le CEA-DAM, le projet aura pour applications des cas d’études réalistes (quartiers urbains, sites industriels) grâce à des données générées par simulation haute-fidélité. Ce projet, d’une durée de 18 mois, offre une opportunité unique de publier dans des revues de premier plan et de contribuer à une solution souveraine dans un domaine où les enjeux de sécurité et de surveillance de l’environnement sont majeurs.
Spectromètre Actif d'Absorbants pour le Bremsstralhung Rayonné lors de l’interaction lasEr-plasma. (SAABRE)
Le projet SAABRE (Spectromètre Actif d'Absorbants pour le Bremsstralhung Rayonné lors de l’interaction lasEr-plasma) concerne le développement d’un nouveau diagnostic pour mesurer le rayonnement X continue de Bremsstrahlung produit lors de l’interaction d’un laser de puissance avec la matière.
Actuellement, l’instrument appelé Bremsstrahlung cannon (BC) utilise un empilement de films sensibles aux rayons X séparés par des filtres. Chaque film absorbe une partie du rayonnement incident qui l'atteint en fonction de son énergie, ce qui permet de reconstituer le spectre énergétique des rayons X incidents. Cependant, ces films doivent être retirés de l’enceinte expérimentale et scannés après chaque tir, ce qui limite fortement l’utilisation du BC sur la nouvelle génération de lasers à haute cadence (comme APOLLON, VEGA3 ou ELI) et complique son déploiement sur des installations mono-coup comme le LMJ.
Le projet propose donc de remplacer les films par des cristaux semi-conducteurs millimétriques (Si, CdTe, CZT, GaAS et pérovskites). Ces capteurs permettront de mesurer instantanément la dose de rayonnement, de convertir le signal en données électriques numérisées et analysées en temps réel, et d’adapter l’instrument à différents types d’expériences en changeant la configuration des filtres utilisés (fusion par confinement inertiel ou accélération laser-plasma).
Le post-doctorant recruté pilotera le développement complet de ce nouveau détecteur, depuis l’étude des semi-conducteurs envisagés jusqu’à la réalisation d’un prototype simulé avec GEANT4, puis étalonné et testé expérimentalement sur des installations produisant des rayonnements gamma de haute énergie. Le dispositif servira notamment au projet EUROPA, dédié à la production de radio-isotopes médicaux innovants, et donnera lieu à publications scientifiques et présentations en conférences.
Caractérisation avancée de la stabilité des cellules photovoltaïques tandem sous illumination
La mission consiste à étudier les mécanismes de dégradation sous illumination des cellules solaires tandem silicium-pérovskite, tant au niveau des matériaux que des interfaces. Cette étude comprend un ensemble de caractérisations à réaliser avant et après vieillissement, notamment en photoluminescence résolue en temps, en efficacité quantique externe, ou encore en diffraction aux rayons X. Il est également prévu de faire réaliser des mesures complémentaires par nos partenaires projet, en choisissant conjointement les analyses appropriées pour affiner le diagnostic, par exemple en XPS, HAXPES, ToF-SIMS, TLM, KPFM ou GDOES. A partir d’un modèle existant, un travail de simulation sera réalisé afin d’étudier les phénomènes dynamiques en lien avec la durée de vie de ces cellules solaires.
Les travaux comportent des mesures physiques, de la simulation de semi-conducteurs, de l’algorithmique, de l’imagerie et de la programmation Python. Ils s’appuient sur une étude bibliographique et sur la prise en main expérimentale des outils de caractérisation.
La mission se déroule à l’Institut National de l’Energie Solaire (INES), au Bourget du Lac (73), à proximité de Chambéry. Les travaux seront réalisés dans le cadre d’un projet financé notamment par l’agence nationale de la recherche (ANR) avec plusieurs partenaires à l’échelle nationale.
Développement et validation d'un solveur pour les équations du bruit neutronique
Aucune technique opérationnelle ne permet aujourd’hui de mesurer en continu la réactivité de systèmes nucléaires, c’est-à-dire leur distance à la criticité, en régime à faible puissance, c’est-à-dire leur distance à la criticité. Ce problème revêt un intérêt majeur par exemple pour les réacteurs de puissance en phase de chargement du combustible. Dans ces systèmes sous-critiques pilotés par des sources faibles, le signal moyen des détecteurs est peu informatif ; en revanche, les fluctuations temporelles du signal neutronique — le bruit neutronique stochastique, hérité de l’aléa fondamental du nombre de neutrons émis par fission — portent une information directe et quantitative sur la multiplication. Ce travail, réalisé dans le cadre du projet SENTINELLE proposé par le CEA, vise à développer un solveur déterministe sur GPU des équations des moments (moyenne et corrélations) de la population neutronique, permettant de calculer rapidement les observables de bruit (Feynman-a, Rossi-a, multiplicités locales). Le solveur sera ensuite validé sur la base de données expérimentales issues du projet SENTINELLE.