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.
Post-doc en chimie des surfaces
L'industrie agroalimentaire est confrontée au défi majeur de garantir une hygiène optimale des surfaces tout en améliorant l'efficacité de ses processus. Le projet OREGANO propose ainsi de créer des surfaces métalliques innovantes avec un double effet antimicrobien, assuré d’une part par le greffage covalent de dérivés d’arylbenzothiazoles aux propriétés biocides, et d’autre part par une microstructuration de surface empêchant l’installation de biofilms bactériens. Il s’articule autour de plusieurs parties :synthèse de nouveaux composés, évaluation de leurs propriétés antimicrobiennes (approches in vitro et in silico) et de leur cytotoxicité, greffage (par voie chimique ou électrochimique) sur des surfaces d’intérêt et microstructuration par impression.
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.
Modélisation du comportement mécanique de matériaux hétérogènes
L’objectif de ce post-doctorat est de proposer une méthodologie de modélisation pertinente des
propriétés mécaniques non linéaires en statique et en dynamique d’assemblages (au sens large)
multimatériaux. Ces assemblages peuvent être réalisés à l’échelle microscopique (par exemple polymère
chargé en particules), mésoscopique, et même macroscopique en considérant des pièces obtenues par
fabrication additive comme par exemple des structures lattice. La modélisation s’appuiera sur des résultats expérimentaux d’essais mécaniques statiques en tomographie X in situ réalisés pendant le post-doctorat. En fonction de l’échelle considérée, ces expériences auront lieu au sein du laboratoire (qui est équipé d’une machine d’essai in situ tomographie X) ou encore pour l’échelle microscopique de campagnes synchrotron à construire par le candidat. Dans le cas du comportement dynamique, le candidat intégrera les résultats d’autres études internes sur le comportement macroscopique de matériaux ou de pièces obtenus par DMA (Dynamic Mechanical Analysis) ou sur machine vibrante (pot vibrant)
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.
BRO-IA-GE : Instrumentation et modélisation d'un broyeur à boulets
Le Laboratoire des Combustibles Uranium de l’Institut de Recherche sur les Systèmes Nucléaires pour la production d’Énergie bas carbone (IRESNE) du CEA Cadarache développe des outils innovants destinés à améliorer la compréhension et la maîtrise des procédés de fabrication des combustibles nucléaires. Dans le contexte de la fermeture du cycle du combustible et du renouvellement des futures installations industrielles, la maîtrise des opérations de préparation des poudres constitue un enjeu stratégique.
Le broyage en broyeur à boulets est une étape clé de la fabrication des combustibles UOX et MOX, car il conditionne l’homogénéité des mélanges ainsi que les propriétés granulaires des poudres avant leur mise en forme. Malgré son importance industrielle, les mécanismes de ce procédé restent encore mal compris en raison de la complexité des mécanismes de fragmentation et des interactions entre particules de propriétés différentes.
Ce post-doctorat vise à développer une compréhension approfondie du broyage à travers une approche combinant instrumentation expérimentale, traitement du signal, analyse de données et modélisation. Le candidat s’appuiera sur une plateforme instrumentée intégrant des mesures d’émission acoustique et d’imagerie rapide, ainsi que sur une base de données expérimentale en cours de constitution sur des matériaux modèles tels que l’alumine.
Une attention particulière sera portée aux systèmes multi-composants afin de mieux comprendre l’influence des propriétés des poudres sur les mécanismes de fragmentation, de mélange et d’homogénéisation. Les résultats alimenteront le développement de modèles prédictifs et d’un jumeau numérique du procédé de broyage pour un suivi en temps réel.
Le candidat développera des compétences en instrumentation avancée, science des matériaux, physique des milieux granulaires, intelligence artificielle et modélisation, valorisables dans de nombreux secteurs industriels manipulant des poudres.
Optimisation d’une mesure de pyrométrie optique en milieu nucléaire
Ce sujet porte sur l’optimisation d’une mesure de température sans contact par pyrométrie optique multispectrale en milieu nucléaire. L’objectif scientifique est de fiabiliser une chaîne instrumentale capable de mesurer la température d’une gaine de combustible dans des conditions extrêmes, notamment lors d’un accident de perte de réfrigérant primaire. La méthode repose sur la collecte du rayonnement infrarouge émis par la surface étudiée, puis sur son transport par fibres optiques jusqu’à un système de détection multispectral. Un enjeu central est l’estimation simultanée de la température et de l’émissivité, deux grandeurs fortement couplées en pyrométrie. Le travail vise aussi à améliorer la calibration optique, la stabilité des transmissions sur chaque canal et la rapidité d’acquisition des signaux. Une attention particulière est portée à la conception de micro-capteurs et de têtes optiques compatibles avec un environnement pressurisé, irradiant et thermiquement contraint. Le projet inclut l’étude des limites basses de mesure afin d’étendre le domaine d’utilisation du capteur. Des essais en enceinte pressurisée permettront de valider l’étanchéité, la transmission optique et la robustesse métrologique du dispositif. Sur le plan scientifique, ce post-doctorat combine optique, radiométrie, traitement du signal, métrologie et instrumentation en environnement sévère. À terme, cette technologie pourrait être transposée à d’autres expériences nucléaires nécessitant une mesure de température rapide, précise et non intrusive.
Amélioration des performances des interconnecteurs d’Electrolyseur à Haute Température
Les Electrolyseurs à Haute Température (EHT) sont actuellement en développement au CEA pour la production d'hydrogène "vert". Un des composants, l'interconnecteur en acier inoxydable, souffre de deux phénomènes qui diminuent progressivement le rendement de la cellule : l'oxydation de sa surface et la volatilisation de l'oxyde de chrome. Pour ces raisons, des revêtements protecteurs sont développés au CEA et avec des partenaires. Les performances de ces échantillons (oxydation, résistance au courant, …) doivent être évaluées à la fois en contact de l'air, au contact d'un mélange H2/H2O et au contact des 2 atmosphères à la fois de part et d'autre. Le post-doctorat proposé se décline en différentes missions présentées ci-dessous :
* Développement d'un parc expérimental permettant d'évaluer le comportement en oxydation et la résistance surfacique d'échantillons revêtus ou nus dans toutes les conditions environnementales.
* Etude des phénomènes observés par de nombreux moyens de caractérisation disponibles au CEA (MEB, Microscopie Raman, MET, SDL, XPS, DRX …)
* Proposition des mécanismes de dégradation en jeu et identification du revêtement le plus pertinents pour une application industrielle.
Développement d’une instrumentation nucléaire avancée pour la mesure de dose et de contamination sur chantiers de démantèlement
Ce postdoctorat porte sur le développement d’une instrumentation nucléaire avancée pour la mesure de dose et de contamination sur les chantiers de démantèlement.
L’approche repose notamment sur la mesure de radiophotoluminescence en ligne, afin d’obtenir une information radiologique sensible, exploitable en temps réel et adaptée aux environnements contraints.
Un enjeu majeur est de comprendre les mécanismes physiques qui gouvernent cette mesure, depuis la création des défauts induits par irradiation jusqu’à leur lecture optique.
Les défauts liés à l’argent jouent un rôle central, en particulier leur durée de vie, leur stabilité temporelle et leur influence sur la reproductibilité du signal.
La maîtrise des processus d’excitation et d’émission, notamment dans le domaine infrarouge, est essentielle pour améliorer la sensibilité et le rapport signal sur bruit.
Le projet visera à identifier les limites liées aux faibles signaux, au bruit, aux dérives, au vieillissement des composants et aux perturbations propres aux environnements nucléaires.
Il combinera physique des défauts, instrumentation optoélectronique, électronique d’acquisition, métrologie des rayonnements ionisants et traitement numérique du signal.
Des méthodes de filtrage, de correction de dérive, de synchronisation et de détection d’anomalies seront développées pour fiabiliser la mesure en ligne.
La miniaturisation et l’intégration du système seront également étudiées afin de permettre des mesures au plus près des zones d’intérêt.
Les résultats attendus contribueront à la validation expérimentale du dispositif et à la valorisation scientifique du projet par des publications, conférences et encadrements.