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Optimisation d'un réseau de magnétomètres à pompage optique pour l'imagerie médicale

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Capteurs Haute Performance

Doctorat en physique atomique, ingénierie optique

01-01-2020

PsD-DRT-20-0007

agustin.palacioslaloy@cea.fr

Notre laboratoire travaille sur des magnétomètres à pompage optique (OPM) basés sur des atomes métastables d'hélium-4. Notre principale réalisation au cours des dernières années a été la conception et la qualification spatiale des OPM les plus avancés disponibles pour l'exploration spatiale, lancés dans le cadre de la mission Swarm de l'ESA [1]. Avec cette même espèce, nous avons développé des OPM pour l'imagerie médicale du cerveau (MEG) et du c?ur (MCG), qui présentent l'avantage de fonctionner à température ambiante. Le développement de ces techniques d'imagerie est une opportunité pour mieux comprendre et diagnostiquer des pathologies telles que l'épilepsie, la maladie d'Alzheimer ou l'arythmie. Il y a quelques années, nous avons effectué des mesures de validation de principe avec des versions primitives de nos capteurs [2,3]. Après avoir acquis une meilleure compréhension de la physique de nos capteurs [4], nous développons actuellement des réseaux d'OPM et collaborons avec plusieurs équipes cliniques afin de les tester. Le candidat devra contribuer au développement de réseaux d'OPM. Il s'agit principalement de travaux expérimentaux visant à tester et à améliorer les prototypes actuels de réseaux OPM médicaux : diminuer le bruit intrinsèque du capteur et d'identifier le meilleur moyen de construire des architectures robustes et reproductibles de réseaux d'OPM de plusieurs dizaines ou centaines de capteurs. Ce travail sera réalisé au sein d'une équipe multidisciplinaire, composée de chercheurs, d'ingénieurs expérimentés, ainsi que de doctorants et post-doctorants, spécialisés dans les domaines de l'optique, des lasers, du magnétisme et de l'électronique. Il s'appuiera également sur des collaborations avec des équipes de recherche médicale. [1] http://smsc.cnes.fr/SWARM [2] S. Morales et al., Phys. Med. Biol. (2017). [3] E. Labyt et al., IEEE Transactions on Medical Imaging (2019) [4] F. Beato et al. Physical Review A (2018)

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Deploiement d'un réseau de magnétomètres à pompage optique dans des environnements cliniques

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Capteurs Haute Performance

Doctorat en physique ou neurosciences

01-01-2020

PsD-DRT-20-0009

agustin.palacioslaloy@cea.fr

Notre laboratoire travaille sur des magnétomètres à pompage optique (OPM) basés sur des atomes métastables d'hélium-4. Notre principale réalisation au cours des dernières années a été la conception et la qualification spatiale des OPM les plus avancés disponibles pour l'exploration spatiale, lancés dans le cadre de la mission Swarm de l'ESA [1]. Avec cette même espèce, nous avons développé des OPM pour l'imagerie médicale du cerveau (MEG) et du c?ur (MCG), qui présentent l'avantage de fonctionner à température ambiante. Le développement de ces techniques d'imagerie est une opportunité pour mieux comprendre et diagnostiquer des pathologies telles que l'épilepsie, la maladie d'Alzheimer ou l'arythmie. Nous avons effectué des mesures de validation de principe avec des versions primitives de nos capteurs [2,3]. Après avoir acquis une meilleure compréhension de leur physique [4], nous développons actuellement des réseaux d'OPM et collaborons avec plusieurs équipes cliniques. Ce poste a pour objectif de contribuer au développement et au déploiement d'un réseau d'OPM dans les environnements cliniques, où ils vont être testés par plusieurs de nos équipes de recherche médicale partenaires en neurologie et en cardiologie. Le candidat doit pouvoir déployer et utiliser les capteurs dans ces environnements, résoudre les problèmes pratiques et apporter des informations sur les améliorations nécessaires. Il participera également à la mise en ?uvre de certaines de ces améliorations et à leurs tests en laboratoire. Ce travail sera réalisé au sein d'une équipe multidisciplinaire, composée de chercheurs spécialisés dans les domaines de l'optique, des lasers, du magnétisme et de l'électronique. Il s'appuiera également sur des collaborations avec des équipes de recherche médicale. [1] http://smsc.cnes.fr/SWARM [2] S. Morales et al., Phys. Med. B [3] E. Labyt et al., IEEE Transactions on Medical Imaging (2019) [4] F. Beato et al. Physical Review A (2018)

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Electronique intégrée basse température pour la lecture de bits quantiques

Département Architectures Conception et Logiciels Embarqués (LIST-LETI)

Laboratoire Intégration Gestion d'Energie Capteurs et Actionneurs

Thèse en physique ou/et microélectronique

PsD-DRT-20-0011

gael.pillonnet@cea.fr

Nouveaux paradigmes de calculs, circuits et technologies, dont le quantique (.pdf)

Dans le cadre d'un programme de recherche stratégique pour le CEA dans le domaine du calcul quantique, vous étudierez et concevrez des circuits électroniques pour le multiplexage fréquentiel de la lecture d'une matrice de bits quantiques à basse température. Cette proposition vous est dédiée si vous recherchez un post doctorat au contenu technique ambitieux et si vous êtes désireux d'acquérir une expérience dans la recherche technologique. Ce post doctorat vous donne l'opportunité d'acquérir une expertise sur l'électronique intégrée basse température, dont les applications industrielles sont nombreuses (spatial, ordinateur quantique, télécommunication, défense...).

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Méthodes parcimonieuses appliquées à la tomographie électronique: caracterisation quantitative multi-dimensionnelle de nanomatériaux

Département des Plateformes Technologiques (LETI)

Autre laboratoire

Thèse en Mathématiques Appliquées

01-01-2019

PsD-DRT-19-0015

zineb.saghi@cea.fr

La tomographie électronique (ET) est couramment utilisée pour l'analyse tridimensionnelle de la morphologie à l'echelle nanométrique. Très récemment, des progrès en instrumentation ont permis l'essor de la tomographie analytique, basée sur des modes de spectroscopie tels que la perte d'énergie des électrons (EELS : electron energy loss spectroscopy) ou l'analyse dispersive en énergie (EDX : energy dispersive X-ray spectroscopy). Cette technique cependant nécessite des temps d'acquisition assez longs, et des doses d'irradiation élevées. Ce projet consiste à explorer des approches parcimonieuses pour améliorer la résolution et réduire les temps d'acquisition. Plus précisément, nous envisageons d'aborder les deux tâches suivantes: 1. comparer les algorithms de reconstruction à base de minimization de la variation totale (TVM), ondelettes orthogonales ou non-décimales, curvelets en 3D ou ridgelets/shearlets, sur des nanomatériaux avec des structures/textures variées; 2. Comparer la PCA avec de nouvelles méthodes parcimonieuses de débruitage et de démélange spectral. Le code sera développé en Python, en utilisant les librairies Hyperspy (hyperspy.org) et PySAP (https://github.com/CEA-COSMIC/pysap). Ce projet multidisciplinaire regroupe l'expertise du coordinateur en ET, de Philippe Ciuciu en IRM (DRF/Joliot/NEUROSPIN/Parietal), et de Jean-Luc Starck en traitement du signal et mathématiques appliquées (DRF/IRFU/DAP/CosmoStat).

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Optimisation du Design d'un Réseau de Chaleur

Département Thermique Biomasse et Hydrogène (LITEN)

Laboratoire des Systèmes Energétiques et Démonstrateurs Territoriaux

Formation en optimisation et simulation, avec un intérêt pour le secteur de l'énergie

01-01-2020

PsD-DRT-20-0017

roland.baviere@cea.fr

Dans le cadre de la lutte contre le réchauffement climatique, les réseaux de chaleur et de froid connaissent une forte progression en France. Cette dynamique, souhaitée par les instances gouvernementales, vise notamment à augmenter d'un facteur 5 l'énergie thermique renouvelable distribuée par ces systèmes d'ici à 2030. Parmi les axes de recherche envisagés, une place importante est donnée au développement d'algorithmes et de logiciels permettant de mieux évaluer, dimensionner et opérer ces systèmes énergétiques. Dans le cadre de ce post-doctorat, nous nous intéresserons plus particulièrement à l'étape de conception d'un nouveau réseau. Pour cela, une approche mêlant simulation et optimisation heuristique semble bien adaptée. L'objectif de ce post-doctorat est de proposer et dévaluer une stratégie d'optimisation du design d'un réseau de chaleur. Cette stratégie devra intégrer la possibilité d'optimiser le tracé du réseau, la position des unités de production ainsi que la taille des différents équipements (e.g. diamètre de tuyauterie ?). L'approche d'optimisation envisagée pourra s'appuyer sur une métaheuristique qui pourra être avantageusement couplée à un simulateur du système disponible au laboratoire.

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ELECTRONIQUE INTEGREE PAR FABRICATION ADDITIVE

DLORR (CTReg)

Autre DLORR

Thèse en Sciences et Technologies des Matériaux - Micromécanique

01-03-2019

PsD-DRT-20-0019

manuel.fendler@cea.fr

L'étude Post-Doctorale PEAM a pour objectif de faire levier sur les avantages de la fabrication additive pour effectuer le packaging et l'intégration de fonctions électroniques en environnements sévères. Les applications visées sont les outils intelligents pour plus de performance, les outillages intelligents pour plus de contrôle-qualité, et les pièces intelligentes pour d'avantage de valeur ajoutée, notamment en termes de maintenance. L'optimisation topologique des objets conçus par fabrication additive permet de positionner au meilleur endroit les fonctions électroniques dans le cadre d'une réelle co-conception mécanique et électronique, afin d'assurer la fonction de mesure au plus près des centres d'intérêt (intégration), et dans les meilleures conditions de protection (packaging). Le projet doit nous permettre de sélectionner la ou les technologie(s) capable(s) d'additionner des fonctions électroniques par apport de matière pour les éléments de routage et de connectique, ainsi que des capteurs résistifs et des composants passifs (sur substrats passivés ou supports diélectriques), puis d'encapsuler ces éléments par rechargement sans dégradation de la fiabilité de ces derniers.

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