Optimisation topologique pour la conception de revêtements électromagnétiques
Le travail consiste à appliquer au domaine de l'électromagnétisme des méthodes d'optimisation topologiques utilisées jusqu'à présent dans le domaine de la mécanique. Un cas académique de diffraction d'un cylindre 2D parfaitement conducteur et revêtu sera pris comme exemple. A partir d'une base de propriétés matériaux, l'objectif est de déterminer la répartition de matériaux dans le revêtement afin de réaliser au mieux un gabarit donné d'indicatrice de rayonnement du cylindre. Le candidat mettra en oeuvre l'implémentation des algorithmes d'optimisation topologique et les couplera à des codes d'électromagnétisme pour réaliser ce traitement. Différentes contraintes de répartition des matériaux pourront être étudiées et évaluées sur des indicatrices variées.
Perméation d’hydrogène dans les métaux
Dans le cadre du développement de la filière hydrogène, la compréhension des interaction entre l'hydrogène et les matériaux constitue un enjeu clef.
Lorsque l'hydrogène entre en contact avec des matériaux métallique, il peut être dissout dans la matrice et y diffuser, ce phénomène est nommé perméation.
Les mesures de perméation d'hydrogène dans les métaux sont développées au CEA de Grenoble depuis plus de 20 ans.
L'objectif de ce projet de post-doctorat est de d'étudier ces phénomènes de perméation lorsque l'hydrogène est introduit à haute pression, et lorsque des polluants sont présents dans l'hydrogène.
Le projet débutera par la conception et la mise en place d'un nouveau banc de perméation, qui devra permettre de réaliser des essais à haute pression et de contrôler finement des niveaux d'impuretés dans l'hydrogène.
Par la suite, l'étude portera sur l'effet de la pression et des impuretés sur la perméation d'hydrogène dans des aciers ferrito-perlitiques, au moyen du banc d'essai préalablement développé.
Conception et implémentation d'une variante des prédicats de représentation pour Frama-C
Frama-C est une plateforme collaborative pour l'analyse de programmes écrits en C. Parmi les outils proposés au sein de Frama-C, WP est dédié à la vérification déductive de programme, qui permet la preuve mathématique de propriétés fonctionnelles et l'absence d'erreurs à l'exécution. Cet outil est utilisé depuis des années dans l'industrie.
La logique de séparation est la voie la plus prometteuse pour permettre la preuve de propriétés sur des programmes manipulant des structures de données complexes. Cependant, il est difficile de l'utiliser pour des études de cas industrielles. La principale raison à cela est la difficulté pour l'encoder vers des outils de preuve automatique. Aussi, son utilisation nécessite beaucoup de travail de la part de l'utilisateur. Frama-C et WP n'utilisent donc pas cette logique.
Dans un travail récent nous avons décrit comment étendre l'outillage de WP pour décrire l'empreinte mémoire de structures de données en C. L'idée est d'avoir un langage de spécification capable de capturer la majorité de la puissance de la logique de séparation sans avoir à l'encoder dans les outils de preuve. Le but de ce postdoc est d'expérimenter l'usage de ce formalisme pour décrire des cas réels et d'implémenter son support au sein de Frama-C et WP.
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.
Intégration de répliques CRDT dynamiques
Les cadres de modélisation existants présentent des capacités de collaboration limitées. La collaboration au niveau du modèle est une fonctionnalité essentielle. Or, la plupart des solutions reposent principalement sur des bases de données centralisées et hébergées dans le cloud. Si ces solutions facilitent la collaboration entre partenaires connectés grâce à des techniques de contrôle de la concurrence ou à une politique de « dernier contributeur », elles ne prennent pas en charge les scénarios de collaboration hors ligne, pourtant indispensables à la conception de logiciels privilégiant le local. Cette situation engendre un compromis important : utiliser des solutions cloud et sacrifier le contrôle de la propriété des données, ou opter pour des instances séparées sans capacités de collaboration.
L’objectif de ce projet postdoctoral est de contribuer à l’amélioration d’un cadre d’ingénierie système basé sur les modèles (MBSE) existants, en privilégiant le local et en s’appuyant sur des types de données répliquées sans conflit (CRDT) spécialisés. Le but est de permettre la collaboration en temps réel grâce à des CRDT spécifiques à la modélisation. L’approche proposée consiste à étendre une couche de communication intermédiaire, utilisant des CRDT, afin de synchroniser de manière transparente des modèles d’ingénierie distribués et fonctionnant hors ligne.
Le chercheur postdoctoral réalisera une revue de la littérature sur les approches de communication et d'appartenance à un groupe dans les environnements P2P. Un aspect majeur à prendre en compte est l'entrée et la sortie des membres d'un groupe, afin que l'état CRDT reste toujours cohérent. Les composants seront intégrés à notre cadre de modélisation CRDT.
Estimations a posteriori pour la discrétisation par éléments finis mixtes d'un problème aux valeurs propres de diffusion multigroupe
Ce stage postdoctoral est proposé sur le thème des estimations a posteriori
pour la discrétisation par éléments finis mixtes du problème critique de diffusion
multigroupe. L’objectif est de développer des estimations a posteriori efficaces
et fiables pour un problème critique de diffusion multigroupe avec de fortes
hétérogénéités spatiales, c’est-à-dire un modèle où les paramètres, typiquement
les coefficients des équations, varient rapidement dans l’espace. Mathématiquement parlant, le problème critique est un problème de valeurs propres généralisées non symétrique.
À l’échelle du coeur du réacteur, l’utilisation de modèles simplifiés est courante
dans l’industrie nucléaire. Précisément, les modèles simplifiés peuvent être le
modèle de diffusion des neutrons ou le modèle de transport simplifié. Nous avons construit
des estimations d’erreur a posteriori rigoureuses pour les discrétisations par éléments finis mixtes du problème à source de diffusion des
neutrons, et avons proposé une stratégie de raffinement de maillage adaptatif qui
préserve la structure Cartésienne. Une première application de cette approche
au problème critique a été réalisée. Concernant le contexte industriel et plus spécifiquement les
simulations numériques, notre approche fait partie du développement d’un solveur
par éléments finis mixtes appelé MINOS dans le code APOLLO3. Des
extensions supplémentaires des estimations a posteriori ont été étudiées, telles
que le problème à source de diffusion multigroupe et une méthode de décomposition de domaine appelée méthode DD+L2 jumps. Les approches
listées sont basées sur la formulation d’un problème à source. L’objectif est
d’étendre l’approche a posteriori à un problème de valeurs propres généralisées
non symétrique.
Etude d'un système de stockage K-ion bas coût : Electrolyte, Sécurité et prototypage
Le projet UPBEAT (France 2030) vise à développer une technologie potassium-ion bas coût et exempte de matériaux critiques et capable de fournir les performances de cellules Li-ion de type LiFePO4. Le travail proposé au post-doctorant s'inscrit dans cette optique : il consistera à développer des électrolytes liquides organiques optimisés pour ce nouveau système (Blanc de Prusse vs. Graphite), en étudiant les sels, les solvants et les additifs les plus prometteurs, tout en conservant les objectifs de coût et de durabilité. Les solutions proposées (avec et sans fluor) seront formulées, caractérisées et testées électrochimiquement dans des cellules complètes (piles boutons et sachets souples incluant une optimisation des composants) pour mesurer, entre autres, leurs efficacités sur la durée de vie et les réponses en puissance. La compréhension des effets des différents composants sera amenée par des mesures operando et des caractérisations post-mortem. Les systèmes qui répondront le mieux aux exigences du projet feront également l'objet d'essais abusifs permettant de juger de la sécurité du système final.
Développement d’une sonde de caractérisation matériaux à jet électromagnétique
Le sujet se situe dans le cadre de contrôle non destructif des propriétés électromagnétiques de matériaux.
On souhaite faire évoluer un dispositif expérimental existant dont le principe repose sur l’utilisation d’une sonde radiofréquence qui permet d’extraire du coefficient de réflexion mesuré la perméabilité magnétique du matériau recouvrant un objet. La résolution du problème direct à partir de simulations numériques permet d'établir des abaques qui sont exploitées pour résoudre le problème inverse. La sensibilité aux propriétés du matériau, la résolution spatiale et les incertitudes de mesures du dispositif actuel sont limitées par l’antenne. De récentes études ont démontré l’intérêt de l’utilisation d’une sonde à base de jet électromagnétique pour la caractérisation avec une résolution sub-longueur d’onde. Sur la base de ces travaux, l'objectif est de concevoir et réaliser une nouvelle sonde, répondant aux contraintes de performances recherchées. Le/la candidate sera chargé/e des travaux de conception et de simulation puis du suivi de la réalisation des prototypes. Il/elle sera également en charge des campagnes d’essai de ces prototypes sur des objets de référence pour démontrer l’apport par rapport à la solution actuelle. La nouvelle sonde sera ensuite à intégrer dans le moyen et le processus de mesure actuel.
Le déroulement du post-doctorat suivra trois principales étapes. La première consistera à étudier le principe d'antenne à jet électromagnétique et à proposer un concept de sonde adapté au moyen de mesure. Des logiciels de simulations commerciaux seront exploités pour la conception, puis des codes internes pour la validation du prototype retenu. Dans un deuxième temps, la fabrication du prototype sera à suivre puis des essais avec des échantillons de référence permettront de valider le concept. Enfin, l'intégration de la sonde sur le banc et dans la chaine de calcul et d'extraction sera à réaliser.
Méthode analytique miniaturisée dédiée au criblage de molécules candidates pour la capture et l’élimination de radionucléides
Ce projet vise à développer un dispositif miniaturisé multiplexe, dédié au criblage du pouvoir chélatant de molécules potentielles pour la décorporation de certains radionucléides (RN) issus de l’industrie électronucléaire, pour lesquels les traitements actuels ne sont pas satisfaisants. L’objectif est d'accélérer l'identification des molécules chélatantes les plus prometteuses, tout en bénéficiant des gains liés à la miniaturisation comme la consommation de très faibles quantités de molécules et de RN. Lors d'un projet précédent, un monolithe phosphaté de différentes longueurs a été greffé in-situ et caractérisé dans des capillaires de 100 µm de diamètre interne. Les quantités d’UO22+, Zr4+, Sr2+, Co2+, Cs+ et Ag+ immobilisés sur ces phases monolithiques ont été mesurées en ligne par couplage avec l'ICP-MS. Sur la base de ces acquis, le/la candidat.e sera en charge de développer et valider la méthode miniaturisée de criblage avec l’UO22+, pour lequel des données et des molécules chélatantes sont disponibles, d'étendre l’approche prioritairement à Zr4+, Sr2+, Co2+, fabriquer le dispositif microfluidique intégrant les micro-canaux parallèles pour à terme cribler des molécules candidates envers des RN distincts dans un microsystème fluidique unique.