Mise en mouvement de gouttes par effet de gradient d’énergie de surface
La mise en mouvement de gouttes par effet d’électro-mouillage est maintenant étudiée et utilisée dans de nombreux systèmes et applications. Pour être opérante cette technique nécessite d’utiliser un champ électrique. Dans le cadre de cette étude postdoctorale, l’objectif est d’établir une méthode alternative à l’utilisation d’un champ électrique pour assurer la mise en mouvement d’une goutte de liquide. Aussi, l’élaboration de surfaces à gradient d’énergie de surface, réalisées par dépôt de couches minces ou par technique de texturation (ablation laser), est prévue. La principale difficulté technique va résider dans la maîtrise de la réalisation des motifs pour l’obtention de surfaces à énergie de surface différentes. En dehors des techniques dites « classiques » de réalisation de surface à gradient d’énergie de surface, une technique alternative avec utilisation de molécules activables par modification, soit du potentiel hydrogène (pH), soit de la température de paroi sera aussi étudié. Pour toutes les surfaces, un travail sur l’étude du couplage entre le gradient d’énergie de surface et la présence d’un gradient thermique sur la dynamique de déplacement de goutte sera aussi effectué.
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.
Intégration de couches poreuses pour la réalisation de substrats temporaires avancés
Aujourd’hui, la course effrénée à la miniaturisation entraine des schémas d’intégration qui convergent vers des solutions de double report de films minces monocristallins permettant d’assurer une fonctionnalisation des deux faces du film augmentant ainsi la compacité et la performance des systèmes. Une solution disruptive a récemment été développée au sein du CEA-Léti basée sur l’introduction de couche en silicium poreux au cœur des procédés de fabrication des composants [a]. Ce type de technologie laisse présager un intérêt certain pour des applications de type électronique, MEMS ou encore photovoltaïque, et il convient donc désormais de valider cette technologie à plus large échelle et de cerner les mécanismes mis en jeu notamment lors de la rupture dans la couche poreuse.
Le candidat devra appréhender les spécificités des couches poreuses et de l’ensemble des étapes de réalisation nécessaires au report de film minces afin de valider et de mettre en place leur intégration au sein de démonstrateurs spécifiques qui auront été choisis. Une partie importante du travail portera sur une évaluation et une analyse scientifique du comportement des couches poreuses lors de sollicitation chimique, mécanique et/ou thermique par exemple en vue de forcer une reconstruction de surface des films poreux. Un autre axe d’étude portera sur le développement d’une technologie spécifique pour induire la rupture mécanique au sein de la couche poreuse enterrée. Le candidat devra évaluer la faisabilité d’une rupture par ultrasons et en étudier les mécanismes. Une partie importante des développements consistera également à caractériser finement les propriétés des films et des structures élaborées.
[a] A-S.Stragier et al., Journal of The Electrochemical Society, 158 (5) H595-H599 (2011)
Etude du transfert d’aérosols au travers de matériaux dégradés
Pour certaines familles de colis de déchets radioactifs, des liants hydrauliques sont utilisés pour établir une barrière confinante entre le cœur des colis de déchets et l’environnement. Les études de sûreté étudient des scénarios accidentels extrêmes pour cette phase (chutes, incendies …) qui peuvent conduire à une altération de la barrière confinante sous forme de fissurations. Il est alors important d’étudier la capacité de rétention de ces fissures vis-à-vis des particules radioactives.
Des études expérimentales ont été initiées avec la thèse d’A. Boccheciampe qui a étudié le cortège de particule (40µm) dans des fissures modèles artificielles (créés à l’imprimante 3D) par mesures microtomographie-3D.
L’objectif post-doctoral est de poursuivre cette thématique avec une approche identique à celles développées sur les études d’efficacité de filtres, afin d’investiguer les particules de diamètre plus faible, entre 0,05 et 5 µm. Les études quantitatives seront ainsi portées sur les flux amont et aval de particules de part et d’autre d’éprouvettes fissurées/dégradées, avec générateur d’aérosol, compteur granulomètre optique et analyseur U-SMPS. Des travaux de modélisation devront être entrepris.
Détection frugale non supervisée d'anomalies de signal
Notre laboratoire, situé à Digiteo au CEA Saclay, recherche un candidat postdoc pour travailler sur la détection d'anomalies dans les processus de manufacturing, pour une durée de 18 mois à partir de février 2022. Ce travail s'inscrit dans le projet HIASCI (Hybridation des IA et de la Simulation pour le Contrôle Industriel), un projet CEA LIST sous forme de collaboration interne qui vise à développer une plateforme de méthodes et outils d'IA pour les applications en manufacturing, du contrôle qualité au monitoring de procédé. La contribution de notre laboratoire dans HIASCI consiste à développer des méthodes efficaces pour la détection d'anomalies dans des signaux acoustiques ou vibratoires, opérant sur peu de données d'apprentissage. Dans ce contexte, la détection des anomalies du signal revient à extraire des données les informations relatives au processus physique de manufacturing, qui est en général trop complexe pour pouvoir être parfaitement compris. En outre, les données réelles d'état anormaux sont relativement rares et souvent coûteuses à collecter. Pour ces raisons, nous privilégions une approche fondée sur les données, dans le cadre d'un apprentissage frugal (few-shot learning).
Conception d'une chaîne de radiographie par contraste de phase à haute énergie
Dans le cadre d’expériences d’hydrodynamique réalisées au CEA-DAM, le laboratoire cherche à radiographier en imagerie X impulsionnelle des objets épais (plusieurs dizaines de mm), constitués de matériaux peu denses (de l'ordre de 1 g/cm3), à l'intérieur desquels se propagent des ondes de choc à des vitesses très élevées (plusieurs milliers de m/s). Pour ce type d'application, il est nécessaire d'utiliser des sources de rayons X énergétiques (au-delà de 100 keV). L’imagerie par rayons X conventionnelle, qui fournit un contraste lié à des variations de sections efficaces d’absorption, s’avère insuffisante pour capter les faibles variations de densité attendues lors du passage de l'onde de choc. Une étude théorique menée récemment au laboratoire a montré que l'exploitation complémentaire de l’information contenue dans la phase du rayonnement X devrait permettre une meilleure détectabilité. L'objectif du post-doctorat est d'apporter une preuve de concept expérimentale à cette étude théorique. Pour une plus grande facilité de mise en œuvre, le travail portera principalement sur le dimensionnement d'une chaîne de radiographie statique, où la cible est immobile et la source émet un rayonnement X continu.
Dans un premier temps, le(a) candidat(e) devra caractériser finement le spectre de la source de rayons X retenue ainsi que la réponse du détecteur associé. Dans un second temps, il (elle) s'attachera à concevoir et faire fabriquer les réseaux d'interférences adaptés à la mesure de phase haute énergie, ainsi qu’une maquette représentative des futurs objets en mouvement à caractériser. Enfin, l'étudiant(e) réalisera des mesures radiographiques qu'il (elle) comparera aux simulations prévisionnelles. Il est souhaitable que l'étudiant(e) ait de bonnes connaissances dans le domaine de l’interaction rayonnement matière et/ou en optique physique et géométrique. La maîtrise de la programmation orientée objet et/ou des langages Python et C++ serait un plus.
Cytométrie par imagerie sans lentille
La microscopie résulte toujours d’un compromis entre champ observé et résolution spatiale. Et depuis vingt ans, les développements de la microscopie se sont concentrés sur la réalisation de la super-résolution qui atteint aujourd’hui des résolutions limite de 10 nm mais ceci sur des champs de seulement quelque µm2. A l’opposé, depuis quelques années, la nouvelle imagerie sans lentille se concentre sur l’obtention d’images grand champ de plusieurs mm2 mais avec une résolution de 0,5 à 3 µm, ce qui reste suffisant pour un grand nombre d’applications. Ceci permet, par exemple, d’observer simultanément des milliers de cellules et de fournir une statistique inégalée .
Au CEA-LETI, une nouvelle plateforme microscopique basé sur ce principe a été développée. Son application dans le domaine du suivi des cultures cellulaires 2D a été démontré. Il est maintenant possible de suivre en continu différent paramêtres des cellules, à savoir l’adhésion cellule-substrat, les dimensions des cellules, le nombre de divisions cellulaires, la migration cellulaire, la différenciation cellulaire et la mort cellulaire. Le nouveau projet consistera à élaborer une nouvelle méthode de cytométrie basée sur l’utilisation de l’imagerie sans lentille et ce dans le but de permettre une analyse haut débit d’échantillons de cellules flottantes. Le post-doctorant développera l’instrumentation et les méthodes et mènera l’expérimentation et l’analyse de vrais échantillons biologiques.
Modélisation de composants et fonctions électroniques en environnement
L’objectif du travail sera de proposer une méthodologie de modélisation des composants élémentaires à semi-conducteur (transistors - diodes) prenant en compte leurs dégradations permanentes après irradiation ou les effets transitoires pendant l'irradiation. Ces modélisations seront d'abord réalisées au moyen de codes de simulation standard basés sur le langage Spice et sur des bibliothèques existantes de modèles fonctionnels des composants. Par la suite, des nouveaux modèles de composants seront à développer dans un environnement logiciel à définir pour parvenir à une simulation plus réaliste et optimisée des électroniques sous contraintes radiatives. Les données d’entrée seront issues de la littérature, d’expérimentations passées et d’expériences spécifiques à réaliser dans le cadre du post-doc. Une approche générique d'une méthode de caractérisation expérimentale sera à développer afin de déterminer les paramètres d'un modèle de composant dans un environnement radiatif donné. Les modèles radiatifs seront à valider pour différentes technologies de composants par comparaison entre la simulation et l'expérience.
Localisation et cartographie simultanée à l’aide d’une caméra RGB-D selon une méthode directe et éparse
Les récents progrès dans les méthodes de localisation d’un dispositif(smartphone, robot) par rapport à son environnement permettent d’envisager le déploiement de solutions de Réalité Augmentée et de robots autonomes. Dans ce contexte, l’intérêt des caméras RGB-D est notable puisqu’elles permettent d’obtenir directement la carte de profondeur de la scène perçue.
Dans le cadre de ce post doctorat, l’objectif sera de développer une méthode de Localisation et Cartographie Simultanée (ou SLAM pour Simultaneous Localisation and Mapping) exploitant une caméra RGB-D. Plus précisément, l’image de profondeur sera exploitée au travers d’une méthode éparse et directe, ceci afin d’obtenir une localisation robuste et précise tout en minimisant la consommation CPU et mémoire. Cette méthode sera alors combinées à la méthode dite de "SLAM Contraint à un modèle CAO" développées au laboratoire afin d’obtenir une solution finale de SLAM RGB-D Contraint à un modèle CAO.
Etude des contraintes thermomécaniques sur transistor HEMT AlGaN/GaN sur silicium.
Les procédés de fabrication utilisés pour les HEMT AlGaN/GaN sont complexes et entrainent la formation de nombreux défauts cristallins. Ces contraintes présentes dans la couche GaN peuvent engendrer des fissurations dans le film GaN ou des délaminations aux interfaces supérieures. D’autre part, ces contraintes mécaniques couplées à des contraintes thermiques de fonctionnement risquent de conduire à une fragilité et à une dégradation des performances électriques du dispositif. Cet assemblage hétérogène présente un comportement complexe. Les matériaux utilisés réagissent différemment aux contraintes thermomécaniques.
Le travail de ce postdoc consiste à étudier et à modéliser les déformations de cet ensemble, afin d’évaluer l’impact de ces contraintes sur les performances électriques des dispositifs latéraux et verticaux