POST-DOCTORATS 2022 PROPOSES AU - Direction des applications militaires - CEA DAM
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POST-DOCTORATS 2022 PROPOSES AU Direction des applications militaires
Vous êtes actuellement en thèse et envisagez de poursuivre votre carrière en complétant votre formation par un post-
doctorat ? Rejoignez la Direction des applications militaires (DAM) du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies
alternatives (CEA) et ses équipes qui œuvrent, depuis plus de 60 ans, au maintien de la capacité de dissuasion de la
France en relevant chaque jour des défis scientifiques et techniques ambitieux.
Vous trouverez dans ce recueil, classés par domaine scientifique, les sujets de post-doctorat proposés par les laboratoires
et équipes du CEA/DAM. Dans de très nombreux domaines scientifiques ou techniques, de la physique de la matière à
la chimie en passant par les mathématiques appliquées, les sciences de l’information, l’optique, la mécanique des
structures, la mécanique des fluides, l’électronique, la neutronique, le traitement du signal, la détection ou encore la
propagation des ondes qu’elles soient électromagnétiques, infrasonores ou sismiques…, que vous soyez attiré(e) plutôt
par la théorie, l’expérimentation, le numérique ou la technologie, le CEA/DAM propose des sujets de post-doctorat en lien
étroit avec les travaux de recherche et développement menés dans ses cinq établissements (DAM Île-de-France à
Bruyères-le-Châtel à proximité d’Arpajon (91), CESTA au Barp près de Bordeaux (33), Gramat à côté de Brive-la-Gaillarde
(46), le Ripault à côté de Tours (37) et Valduc à Is-sur-Tille à proximité de Dijon (21).
ACCEDER A DES EQUIPEMENTS DE RECHERCHE AU MEILLEUR NIVEAU MONDIAL
Vous bénéficierez, pour mener vos travaux, d’un environnement de recherche exceptionnel en termes de moyens
disponibles : centres de calcul (TERA 1000, Très grand centre de calcul…) équipés de calculateurs pétaflopiques et
d’outils logiciels nécessaires à leur utilisation intensive, développés en mode collaboratif et en open Source, moyens
d’expérimentation dont les performances sont au meilleur niveau mondial, qu’ils soient de taille considérable comme le
Laser MégaJoule couplé au laser Pétawatt PETAL implanté près de Bordeaux, ou que ce soit des installations de
dimensions plus réduites et exploitées dans chacun des centres en fonction des thématiques scientifiques, moyens de
recherche et développement de procédés en chimie qu’elle soit organique ou inorganique ou encore dans le domaine des
matériaux, nucléaires ou non, moyens de caractérisation, moyens de test aux environnements…
ENRICHIR VOS COMPETENCES ET ACCROITRE VOTRE EMPLOYABILITE
Le CEA/DAM est un expert reconnu dans de nombreux domaines de pointe comme la simulation multi-échelles des
matériaux, la mécanique des fluides, le calcul hautes performances, la détection sismique, les calculs d’impact,
l’élaboration de matériaux spécifiques, l’optique de puissance, l’interaction rayonnement-matière… Dans la plupart de ces
domaines scientifiques et techniques, les ingénieurs-chercheurs et techniciens du CEA/DAM sont des acteurs de premier
plan et les interactions sont fortes avec plusieurs laboratoires et équipes en France ou à l’étranger. Vous pourrez
bénéficier de cet environnement d’une part pour élargir votre réseau professionnel et d’autre part pour démultiplier les
ressources mobilisables pour votre projet de recherche. Ces collaborations permettent également aux scientifiques du
CEA/DAM d’être associés, en France ou à l’étranger, à des projets impliquant des équipes venues de différents pays,
comme du co-développement d’outils logiciels ou des expériences, mais aussi d’être des acteurs majeurs du déploiement
et de l’exploitation de réseaux internationaux comme par exemple le réseau international de surveillance déployé dans le
cadre du traité d’interdiction complète des essais nucléaire.
Vous pourrez enfin bénéficier, au cours de votre post-doctorat, de formations scientifiques ou techniques complémentaires
en lien avec votre thème de recherche et qui seront autant de compétences valorisables pour votre futur parcours
professionnel.
VALORISER VOS TRAVAUX
L’expertise au meilleur niveau des équipes du CEA/DAM se matérialise par une production scientifique considérable, de
plus de 400 publications par an dans des revues internationales à comité de lecture de premier plan, par une capacité
d’innovation concrétisée notamment par une trentaine de brevets déposés chaque année, par des logiciels informatiques
en open source ou encore par des outils de simulation physique au meilleur niveau mondial développés en collaboration.
Elle se traduit également par une très forte visibilité des équipes au sein du monde académique, notamment grâce aux
collaborations déjà mentionnées avec les meilleures équipes françaises (projets collaboratifs, co-encadrement de thèses,
groupes de recherche, laboratoires de recherche conventionnés, unités mixtes de recherche, …) et internationales dans
les domaines d’intérêt. Immergé(e) au sein de telles équipes, vous serez fortement incité(e) à valoriser votre travail, au
travers de publications dans des revues à comité de lecture mais également de présentations dans des séminaires,
congrès, workshops, que ce soit en France ou à l’étranger, afin de donner aux résultats obtenus toute la visibilité qu’ils
méritent et ainsi mettre en lumière les compétences et connaissances que vous aurez renforcées ou acquises et qui
seront importantes pour votre futur parcours professionnel.
Les perspectives de recrutement au sein du CEA/DAM restent nombreuses dans les années qui viennent, soutenues par
des besoins croissants d’ingénieurs et de docteurs en sciences et techniques liés d’une part à de nombreux départs en
retraite et d’autre part à l’évolution des activités vers le développement et la maîtrise de techniques toujours plus pointues
et à l’élargissement de la démarche de simulation à de nombreux projets. Pour être à même de réaliser, dans le respect
des délais et avec le niveau de performances requis, l’ensemble des travaux nécessaires aux projets à long terme que
l’Etat lui a confiés, le CEA/DAM s’appuie sur des hommes et des femmes de talent, montrant une capacité à s’engager
POST-DOC 2022 - Page 2 sur 60
pour relever des enjeux ambitieux au sein d’équipes pluridisciplinaires, notamment recrutés parmi les viviers constitués
grâce à l’accueil de post-doctorant(e)s
Je vous invite à parcourir avec attention le recueil de sujets que vous trouverez également sur le site Internet du CEA/DAM
(http://www-dam.cea.fr/dam/rejoignez-nous/), classés par établissement d’accueil, et sur le site de recrutement du CEA
pour les post-doctorants )https://instn.cea.fr/post-doctorat/, en sélectionnant Direction des applications militaires.
N’hésitez pas à prendre contact avec les responsables des sujets proposés qui vous intéressent pour obtenir auprès
d’eux des précisions et également échanger sur vos centres d’intérêt et les conditions de déroulement du travail de post-
doctorat proposé.
Je souhaite sincèrement que ces échanges vous donneront envie d’aller au-delà des clôtures qui délimitent nos centres
pour découvrir la richesse de nos équipes et de nos activités, et notre ouverture sur le monde.
A très bientôt au CEA/DAM !
Laurence BONNET
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Les centres CEA / DAM
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Le centre CEA/Cesta
Centre d’études scientifiques et techniques d’Aquitaine
Site Web : http://www-dam.cea.fr/cesta
Le CESTA, rassemble 1000 salariés dans un centre de 700 hectares au cœur de la Nouvelle Aquitaine, au
sud de la Gironde entre Bordeaux et Arcachon.
Le CESTA conduit la conception d’ensemble des têtes nucléaires de la force de dissuasion française avec
des méthodes d’ingénierie collaborative intégrée. Le CESTA assure également la démonstration de la
fiabilité, de la sûreté et des performances (tenue aux environnements, furtivité électromagnétique, rentrée
atmosphérique…) dans une démarche de simulation basée sur le triptyque « modélisation/calculs/essais »
mettant en œuvre de la modélisation physique de haut niveau, des calculateurs parmi les plus
puissants au monde et un parc exceptionnel de moyens d’essais.
Le CESTA héberge la plus grande installation laser d’Europe, LMJ/PETAL (Laser MégaJoule/PETawatt
Aquitaine Laser), instrument de recherche exceptionnel qui permet de chauffer et d’étudier la matière aux
conditions extrêmes que l’on retrouve lors du fonctionnement des armes ou au cœur des étoiles. Pour cela,
le CESTA accueille une expertise reconnue mondialement, en conception laser, en technologie des
composants optiques, en informatique industrielle…
Les travaux du CESTA offrent en outre l’opportunité de collaboration avec les industriels et les
laboratoires de recherche, en Nouvelle-Aquitaine et au-delà, en France et à l’international.
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Le Centre CEA/DAM Île-de-France (CEA/DIF)
Site Web : http://www-dam.cea.fr/damidf
Le centre CEA DAM-Île de France est un des cinq centres de la Direction des applications militaires (DAM)
du CEA. Ses 1600 ingénieurs, chercheurs et techniciens sont mobilisés à la fois sur différents programmes
de recherche et développement et sur des missions opérationnelles d’alerte aux autorités.
Conception et garantie des armes nucléaires, grâce au programme Simulation
L’enjeu consiste à reproduire par le calcul les différentes phases du fonctionnement
d’une arme nucléaire. Les phénomènes physiques sont modélisés, traduits en
équations, simulés numériquement sur d’importants moyens de calcul. Les logiciels
ainsi développés sont validés par comparaison à des résultats expérimentaux,
obtenus essentiellement grâce à la machine radiographique Epure (CEA/Valduc), et
© P. Stroppa/CEA aux lasers de puissance (CEA/CESTA).
Lutte contre la prolifération et le terrorisme
Le centre contribue au respect du Traité de non-prolifération (TNP), notamment avec
des laboratoires d’analyses accrédités, des moyens de mesures mobiles et des
experts internationaux. Il assure l’expertise technique française pour la mise en œuvre
du Traité d’Interdiction Complète des Essais nucléaires (TICE).
©C. Dupont/CEA
Alerte auprès des autorités
24h sur 24 et 365 jours par an, le CEA/DIF assure une mission d’alerte auprès des
autorités :
en cas d’essai nucléaire, de séisme sur le territoire national ou à l’étranger,
en cas de tsunami intervenant dans la zone euro-méditerranéenne (CENALT).
Il fournit aux autorités toutes les analyses et synthèses techniques associées.
© C. Dupont/CEA
Expertise scientifique et technique
Dans l’ingénierie de grands ouvrages (construction et démantèlement).
Dans les sciences de la Terre (géophysique, sismologie, géochimie, physico-chimie, modélisation…).
En physique de la matière condensée, des plasmas, physique nucléaire.
En électronique (électronique résistante aux agressions).
Pour remplir ces missions, le CEA/DIF est équipé de grands calculateurs de la classe pétaflopique tel que
TERA1000 pour les applications de la DAM. Situé à proximité immédiate du centre le TGCC (Très Grand
Centre de Calcul) abrite le centre de calcul utilisé par les différentes directions opérationnelles du CEA et
ouvert à des partenaires extérieurs, le CCRT (Centre de Calcul Recherche et Technologie). Le TGCC est une
infrastructure réalisée pour accueillir des supercalculateurs de classe mondiale dont la machine européenne
Joliot-Curie d’une puissance de 10 Pflops acquise par GENCI (Grand Equipement National de Calcul Intensif)
et ouverte au chercheurs Européens dans le cadre de l’initiative européenne Prace. Avec le TGCC et le
campus Teratec qui héberge des entreprises et laboratoires du domaine du Calcul Haute performance, le
CEA/DIF est au cœur du plus grand complexe européen de calcul intensif. Il prépare les nouvelles générations
de calculateurs (classe Exaflops) dont l’exploitation dans la prochaine décennie ouvrira la voie à de belles
avancées dans de nombreux domaines scientifiques, que ce soit à la DAM, ou dans les mondes académique
et industriel.
Situé non loin du complexe scientifique du plateau de Saclay, le CEA/DIF est en interaction directe
avec la nouvelle Université Paris Saclay et l’Institut Polytechnique de Paris. Le CEA/DIF propose
des thèses et post-doctorats dans les domaines de l’informatique, des mathématiques, de la
physique des plasmas, de la physique de la matière condensée, de la chimie, de l’électronique, de
l’environnement et de la géophysique.
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Le Centre CEA/Le Ripault
Site Web: http://www-dam.cea.fr/ripault
Un pôle de compétences unique pour l'étude et la conception de
nouveaux matériaux.
Le CEA Le Ripault est situé à Monts, près de Tours, en Région Centre Val de Loire. Il rassemble, au profit de
la Direction des applications militaires (DAM) du CEA, tous les métiers et les compétences scientifiques et
techniques nécessaires à la mise au point de nouveaux matériaux et de systèmes, depuis leur développement
jusqu’à leur industrialisation :
• Ingénierie moléculaire & Synthèse
• Microstructures & Comportements
• Conception & Calculs
• Prototypage & Métrologie
• Fabrication & Traitement de surface
• Caractérisation & Expertise
Missions : Les salariés du Ripault unissent leurs compétences et leurs
talents pour :
RÉPONDRE AUX ENJEUX DE LA DISSUASION NUCLÉAIRE
• Armes nucléaires
• Lutte contre la prolifération nucléaire
• Réacteurs nucléaires de propulsion navale
SURVEILLER, ANALYSER ET INTERVENIR POUR LA SÉCURITÉ
CONTRIBUER À L’EXCELLENCE DE LA RECHERCHE ET À LA COMPÉTITIVITÉ DE
L’INDUSTRIE
Le CEA/Le Ripault propose des thèses et des post-doctorats dans les
domaines des matériaux organiques, céramiques et composites, de
l’électromagnétisme, des systèmes énergétiques bas carbone, des
procédés de fabrication innovants et dans celui des matériaux énergétiques.
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Le CEA/Gramat
Site Web : http://www-dam.cea.fr/gramat
Situé dans la région Occitanie - Pyrénées Méditerranée, près de Brive et à 1h30 de Toulouse, le site de
Gramat compte environ 250 salariés et s’étend sur plus de 300 hectares.
Ses activités sont organisées autour de trois domaines d’applications : (i) Dissuasion (ii) Défense
conventionnelle et (iii) Sécurité civile. Dans ces trois domaines, le CEA Gramat a la charge des études de
vulnérabilité et de durcissement (capacité à résister à une agression) des systèmes d’armes face à des
agressions nucléaires ou conventionnelles ; à ce titre, il étudie notamment la vulnérabilité et la protection des
installations vitales civiles et militaires de la nation. Par ailleurs, il est également chargé de l’évaluation de
l’efficacité de nos systèmes d’armes conventionnels (du champ de bataille).
Pour accomplir leurs missions, les équipes exploitent des moyens d’expertise de très haut niveau, qu’il
s’agisse de simulations numériques haute performance ou de plateformes d’expérimentation physique
uniques en France et en Europe.
Vue expérimentale et simulation numérique d’une boule de feu (explosif en détonation)
Les domaines scientifiques étudiés sont très vastes et se rapportent à de nombreuses branches de la
physique théorique ou expérimentale : mécanique des fluides et des structures, comportement dynamique
des matériaux, détonique (science des explosifs), thermique, électromagnétisme, électronique, interactions
rayonnement-matière, physique des plasmas, métrologie,….
Afin de développer son niveau scientifique, le Centre s’appuie sur de nombreuses universités françaises
(Limoges, Toulouse, Rennes, etc…) et sur de grandes écoles d’ingénieurs (Ecole Polytechnique, Ecole des
Mines, etc...). Les ingénieurs du centre participent aux Pôles de compétitivité Aerospace Valley (Occitanie –
Nouvelle Aquitaine, aéronautique, systèmes embarqués), et ALPHA Route des Lasers et Hyperfréquences
(Nouvelle Aquitaine, lasers, micro-ondes et réseaux). Au niveau régional, le CEA Gramat développe ses
partenariats avec les écoles doctorales et les laboratoires des régions proches. Cela se traduit par la création
de Laboratoires de Recherche Conventionnés (LRC) permettant de renforcer les compétences de chacune
des parties en matière de recherche académique et de recherche appliquée sur des thématiques identifiées.
Ces collaborations se concrétisent par une récurrence d’une quinzaine de doctorants et d’une vingtaine de
stagiaires présents sur le site.
Modélisation électromagnétique d’un quartier de Antenne large bande pour tests
ville électromagnétiques
Les thèses et post-doctorats proposés au CEA/Gramat concernent les domaines de
l’électromagnétisme, de l’électronique, de la détonique (science des explosifs), de la dynamique des
structures, de l’expérimentation et de la simulation numérique.
POST-DOC 2022 - Page 8 sur 60
Le Centre CEA/Valduc
Site Web : http://www-dam.cea.fr/valduc
Dédié à la fabrication des composants nucléaires des
armes de la dissuasion, le CEA Valduc est à la fois un
centre de recherche et un site industriel. Caractérisé
par des produits de très haute valeur ajoutée et des
procédés high tech, il rassemble toutes les
compétences et les moyens techniques nécessaires à
l’accomplissement de sa mission, de la recherche de
base sur les matériaux nucléaires aux procédés de
fabrication et à la gestion des déchets.
Ses compétences sont principalement centrées sur la métallurgie de pointe,
la chimie séparative et l’exploitation de grandes installations nucléaires.
Le centre accueille également la nouvelle installation
radiographique franco-britannique Epure, dans laquelle sont
expérimentées des maquettes inertes d'armes nucléaires.
L’esprit d’équipe en action …
Le sport est très pratiqué à Valduc, au quotidien et dans des
occasions festives comme lors du tour annuel du centre.
Valduc propose des thèses et post-doctorats dans le
domaine de la métallurgie, du cycle des matières
nucléaires, des cibles pour les expériences laser, de
la simulation des procédés de mise en forme.
Le Centre collabore étroitement avec de nombreux
laboratoires (Université de Bourgogne Franche-
Comté) et des écoles d’ingénieurs (ENSAM Cluny,
ENS2M, ESIREM…)
POST-DOC 2022 - Page 9 sur 60
SOMMAIRE
CHIMIE ............................................................................................................................. 11
COMPOSANTS & EQUIPEMENTS ELECTRONIQUES ................................................... 15
ELECTROMAGNETISME, GENIE ELECTRIQUE ............................................................. 17
MATERIAUX, PHYSIQUE DU SOLIDE ............................................................................. 20
MATHEMATIQUES, INFORMATION SCIENTIFIQUE, LOGICIEL .................................... 27
MECANIQUE & THERMIQUE ........................................................................................... 35
OPTIQUE & OPTRONIQUE .............................................................................................. 39
PHYSIQUE DE L’ETAT CONDENSE, CHIMIE & NANOSCIENCES ................................. 42
PHYSIQUE DU NOYAU, ATOME, MOLECULE ................................................................ 44
SCIENCE DE LA TERRE & DE L’ENVIRONNEMENT ...................................................... 50
SCIENCES DU CLIMAT & DE L’ENVIRONNEMENT ........................................................ 54
TECHNOLOGIES MICRO & NANO .................................................................................. 56
THERMOHYDRAULIQUE & MECANIQUE DES FLUIDES ............................................... 59
POST-DOC 2022 - Page 10 sur 60CHIMIE POST-DOC 2022 - Page 11 sur 60
Elaboration de compositions explosives via Chimie
l’utilisation de la technologie RAM
Contexte : CENTRE
L’une des missions du Cea Le Ripault est la conception de
Le Ripault
nouvelles compositions explosives aux propriétés optimisées. A ce
BP 16 – 37260 Monts
titre, le développement de nouveaux procédés de formulation est
02-47-34-40-00
une activité fondamentale de ses laboratoires. C’est pourquoi,
l’unité s’est dotée d’un mélangeur à onde acoustique (LabRAM)
pour réaliser ces matériaux innovants.
CONTACTS
DAVID-QUILLOT Frank
Objectif :
frank.david-quillot@cea.fr
L’objectif est d’élaborer, à l’échelle du laboratoire, des formulations
constituées d’une ou plusieurs molécules énergétiques et d’un
liant. Ces matériaux devront au final satisfaire le cahier des PASQUINET Eric
charges fixé en termes de performance et d’insensibilité. eric.pasquinet@cea.fr
Ce nouveau procédé utilisant les ondes acoustiques est un
procédé novateur et très prometteur pour l’obtention rapide de
nouvelles compositions explosives aux propriétés optimisées. Le
travail consistera donc à :
• Réaliser un recensement bibliographique permettant
l’obtention de formulations se présentant sous forme de
granulés via le procédé RAM (resonant acoustic mixing).
• Recenser les différents paramètres procédés et
comprendre leur influence sur les propriétés finales du
mélange
• Réaliser à l’échelle laboratoire la formulation de
compositions énergétiques permettant de répondre au
cahier des charges fixé.
• Caractériser les matériaux réalisés par des techniques
appropriées, en particulier par des analyses
microstructurales.
• Proposer des améliorations pour optimiser les propriétés
finales.
POST-DOC 2022 - Page 12 sur 60Elaboration de matériaux énergétiques organiques Chimie
Contexte : CENTRE
L’une des missions du CEA Le Ripault est la conception de
Le Ripault
nouvelles compositions explosives aux propriétés optimisées. A ce
BP 16 – 37260 Monts
titre, la recherche de nouveaux matériaux énergétiques,
02-47-34-40-00
susceptibles d’être intégrés dans des formulations innovantes, est
une activité fondamentale de ses laboratoires.
CONTACT
Objectif : PASQUINET ERIC
eric.pasquinet@cea.fr
L’objectif est d’élaborer, à l’échelle du laboratoire, des matériaux
constitués de mélanges de composés énergétiques à l’échelle
moléculaire. Ces matériaux devront au final satisfaire le cahier des
charges fixé en termes de performance et d’insensibilité. DAVID-QUILLOT Frank
frank.david-quillot@cea.fr
Différents concepts voisins peuvent être imaginés afin d’obtenir
des «composites organiques moléculaires» présentant des
structures cristallines et/ou morphologiques particulières. Le travail
consistera donc à :
• Réaliser un recensement bibliographique des types de
matériaux envisageables et de leurs méthodes d’obtention.
• Evaluer leur potentiel pour les applications visées et
sélectionner les plus pertinents.
• Réaliser à l’échelle laboratoire la synthèse de matériaux
énergétiques permettant d’établir la preuve de concept.
• Caractériser les matériaux réalisés par des techniques
appropriées, par exemple : diffraction des rayons X,
microscopie électronique à balayage, spectrométrie
Raman.
• Proposer des améliorations pour optimiser les propriétés
finales.
POST-DOC 2022 - Page 13 sur 60Développement d'analyses en ligne pour les Chimie
actinides en solution
Contexte : CENTRE
Une stratégie d’analyse en ligne est mise en place par le CEA,
Valduc
Centre de Valduc, pour quantifier les actinides (plutonium,
21120 Is sur Tille
américium, uranium) présents dans les solutions issues des
03-80-23-40-00
procédés de recyclage du plutonium.
Durant un précédent stage post doctoral, une approche
chimiométrique basée sur des mesures en spectrophotométrie UV-
Visible-NIR a démontré son efficacité pour l’analyse de solutions CONTACT
contenant du plutonium en milieu acide nitrique.
BAILLY Guillaume
Le sujet de ce stage post doctoral est de poursuivre le
guillaume.bailly@cea.fr
développement de l’approche chimiométrique, de façon à étendre
la compatibilité du modèle à d’autres configurations analytiques
(concentrations et spéciations des actinides différentes) et à en
optimiser les paramètres. En complément de l’approche LEGAY Guillaume
chimiométrique, des essais par spectrométrie gamma seront guillaume.legay@cea.fr
conduits pour pallier les limitations de la spectrophotométrie. Le(la)
post doctorant(e) aura également en charge l’implantation des
moyens d’analyse développés sur une ligne de procédé ainsi que
l’évaluation des performances dans cette configuration.
Objectif :
Pour atteindre les objectifs, et sur la base du travail réalisé lors des
études précédentes, le(la) post doctorant(e) :
• Réalisera des études bibliographiques sur l’analyse en ligne
des actinides, afin de garantir le maintien de l’adéquation
des techniques envisagées avec l’état de l’art.
• Développera des méthodes chimiométriques dédiées à la
quantification du plutonium et en évaluera les performances
analytiques (étalonnage, limites de détection, de
quantification, incertitudes de mesure, justesse, influence
des interférences et des effets de matrice…).
• Etudiera la possibilité de quantifier de faibles teneurs en
américium et uranium dans des solutions de plutonium.
• Préparera l’implantation du moyen analytique sur une ligne
de procédé (choix des adaptations technologiques, mise en
place de prototypes, suivi des travaux d’implantation, essais
de mise en service…), et évaluera les performances en
ligne du moyen de mesure.
POST-DOC 2022 - Page 14 sur 60COMPOSANTS
&
EQUIPEMENTS
ELECTRONIQUES
POST-DOC 2022 - Page 15 sur 60Modélisation de composants et fonctions Composants et
électroniques en environnement radiatif équipements
électroniques
Contexte : CENTRE
Parmi ses activités, le CEA (Commissariat à l'Energie Atomique et
DAM - Île-de-France
aux Energies Alternatives) est en charge de la conception et la
Bruyères-le-Châtel - 91297
qualification d'équipements électroniques résistants aux effets de
Arpajon
différents environnements radiatifs. Actuellement, les principaux
01-69-26-40-00
moyens utilisés pour apporter la garantie de durcissement d’une
électronique sont expérimentaux. Le CEA développe également
ses compétences dans le domaine de la simulation de systèmes
électroniques. Le travail post-doctoral proposé s’inscrit dans cette
démarche de simulation afin de consolider et d'enrichir les CONTACTS
méthodes de modélisation électrique des composants et des
fonctions sous radiations. L'encadrement sera assuré dans un BRISSET Christophe
contexte de collaboration entre le CEA Ile de France et le
christophe.brisset@cea.fr
laboratoire d'Intégration du Matériau au Système à Bordeaux.
BAZZOLI Sébastien
Objectif : sebastien.bazzoli@cea.fr
L’objectif du travail sera de proposer une méthodologie de
modélisation des composants élémentaires à semi-conducteur
(essentiellement des transistors et des 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.
POST-DOC 2022 - Page 16 sur 60ELECTROMAGNETISME
GENIE ELECTRIQUE
POST-DOC 2022 - Page 17 sur 60Maîtrise de l’Impulsion Electro-Magnétique sur Electromagnétisme,
l'installation LMJ-PETAL génie électrique
Contexte : CENTRE
PETAL est un laser picoseconde de haute énergie qui permet de
Cesta
générer des sources de rayonnement et de particules
BP 2 – 33114 Le Barp
énergétiques. Il est couplé aux faisceaux nanoseconde du Laser
05-57-04-40-00
Mégajoule (LMJ) et est installé sur le site CEA du CESTA. Les
expériences menées avec des lasers de haute intensité comme
PETAL peuvent générer des champs électromagnétiques très
élevés et ainsi engendrer de potentiels dysfonctionnements des
équipements de l’installation LMJ/PETAL. CONTACT
Une chaîne de simulation 3D multi-échelles a été développée pour
évaluer l’amplitude, la durée et le contenu spectral de l’Impulsion ETCHESSAHAR Bertrand
ElectroMagnétique (IEM) produite par ces expériences laser. Pour
bertrand.etchessahar@cea.fr
limiter l’intensité de l’IEM, un nouveau support de cible a été
développé (dispositif de parade).
L’environnement électromagnétique dans et autour de la chambre
d’expérience de l’installation a été mesuré lors des premières
expériences PETAL. Un nouveau diagnostic de mesure du courant
de décharge de la cible vient tout juste d’être implémenté sur
l’installation. Ces premières mesures valident, pour cette gamme
d’énergie, le fonctionnement de la parade ainsi que les résultats
des simulations numériques.
Objectif :
L’objectif du post-doctorat est la maîtrise de l’IEM laser en régime
petawatt, en termes à la fois de compréhension des phénomènes
physiques mais également de développement de solutions de
réduction des niveaux de champs électromagnétiques générés.
L’étude comprendra une partie numérique et une partie
expérimentale.
Les résultats de mesures acquis sur les premières expériences
PETAL seront analysés. Il s’agira d’exploiter principalement des
mesures de champ magnétique et de courant mais également
certaines mesures particulaires. Le(la) post-doctorant(e)
participera aux expériences PETAL en cours ainsi qu’à une
campagne de plusieurs semaines sur le laser VULCAN (UK)
dédiée à la thématique IEM, dans le cadre d’une collaboration avec
d'autres laboratoires européens.
Pour la partie numérique, la mission sera de restituer avec la
chaine de simulation les différents résultats expérimentaux. En
particulier, le(la) post-doctorant(e) pourra s’appuyer sur le code
Sophie, code Particles In Cell développé au CEA/CESTA et porté
sur le super-calculateur du CEA/DAM. Les sensibilités de l’IEM aux
différents paramètres seront étudiées et les conditions particulières
d’expériences couplées LMJ/PETAL seront également modélisées
afin de prévoir la montée en puissance du laser PETAL, sa future
configuration multi-faisceaux et les évolutions du contraste
prévues.
En s’appuyant à la fois sur les mesures et les calculs, le(la) post-
doctorant(e) participera à l’adaptation du dispositif d’atténuation de
l’IEM à la montée en puissance et aux nouvelles configurations de
l’installation ainsi qu'à sa qualification notamment par un travail sur
sa fiabilité et sa robustesse devra être mené.
Ce post-doctorat s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre
les équipes de plusieurs centres CEA et du CELIA (UMR Université
de Bordeaux-CNRS-CEA).
POST-DOC 2022 - Page 18 sur 60Caractérisation non destructive des propriétes Electromagnétisme,
radioélectriques de matériaux inhomogènes génie électrique
Contexte : CENTRE
La possibilité d’imager les propriétés radioélectriques de matériaux
Le Ripault
magnéto-diélectrique inhomogènes a été acquise au cours d’une
BP 16 – 37260 Monts
thèse qui s’est déroulée au laboratoire au CEA Le Ripault. Deux
02-47-34-40-00
axes restent cependant à développer : le premier consiste à
étendre et valider l’utilisation du moyen en 3D. Le second est de
consolider la métrologie de l’installation et d’évaluer les incertitudes
de mesure. Ces travaux permettront ensuite d’utiliser l’installation
pour caractériser des revêtements avancés du type méta- CONTACT
matériaux, matériaux hyperboliques, matériaux à microstructure
contrôlée réalisés en fabrication additive ou soustractive… MALLEJAC NICOLAS
nicolas.mallejac@cea.fr
Objectif :
En ce qui concerne l’axe métrologique, le travail présentera deux
aspects : l’un expérimental, permettra au(à la) candidat(e) de faire
évoluer le moyen de mesure pour le rendre robuste ou pour
l’étendre à de nouvelles configurations de mesure ; l’autre passera
par l’utilisation de méthodes probabilistes et de moyens de
simulation pour évaluer les incertitudes de mesure et conduire des
études de sensibilité. En ce qui concerne l’exploitation du moyen,
le travail demandé consistera surtout à mettre en œuvre les
caractérisations adéquates et interpréter correctement celles-ci par
un modèle physique.
POST-DOC 2022 - Page 19 sur 60MATERIAUX
PHYSIQUE DU SOLIDE
POST-DOC 2022 - Page 20 sur 60Utilisation d’un descripteur atomistique topologique Matériaux,
pour classer les cascades de déplacement Physique du solide
Contexte : CENTRE
Les particules radiatives perdent leur énergie dans les matériaux
DAM - Île-de-France
semiconducteurs des composants électroniques et
Bruyères-le-Châtel - 91297
optoélectroniques par des processus ionisants et non ionisants. Il
Arpajon
en résulte la production de paires électron-trou, pour l'ionisation, et
01-69-26-40-00
des atomes déplacés ou des défauts pour les Dommages de
Déplacement (DD) au travers des cascades de déplacement
qu’elles provoquent, pour les processus non-ionisants. Si les effets
des DD sont observés et étudiés depuis longtemps sur différents
types de systèmes (diodes, transistors bipolaires, capteurs CONTACT
d'images,...), une compréhension fondamentale du lien entre les
changements au niveau de la structure atomique et l'effet RICHARD Nicolas
électrique qui en résulte reste à étudier. Les principaux obstacles
nicolas.richard@cea.fr
qui limitent cette compréhension sont la difficulté à reproduire
numériquement l'évolution des structures endommagées sur des
échelles de temps réalistes observables, compatibles avec les
données expérimentales disponibles, et celle à suivre et à analyser
les changements de structure atomique locale au cours de
l'évolution de la cascade. La capacité à caractériser de tels
changements est d'une importance capitale pour comprendre et
prédire les dommages subis par le composant en fonction de
l'énergie et du type des particules incidentes et des propriétés
intrinsèques et extrinsèques du matériau.
Objectif :
Durant ce stage, le(a) post-doctorant(e) participera au
développement d’un cadre de simulation à l’échelle atomique pour
suivre, tracer et classifier les changements structurels le long des
trajectoires des cascades de déplacement. Cela se fera au travers
du développement d’une méthode pour décrire la nature statistique
de ces cascades et pour identifier de façon automatisée les défauts
et les amas de défauts. Cette méthode se basera sur l’utilisation et
l’adaptation de descripteurs topologiques de structure locale et de
techniques de correspondance de formes. A partir des résultats
obtenus, le(a) post-doctorant(e) aura à construire une base de
données de défauts qui servira comme donnée d’entrée aux
ingénieurs responsables du durcissement sous radiation des
composants et technologies microélectroniques.
POST-DOC 2022 - Page 21 sur 60Etude de matériaux énergétiques par des méthodes « Matériaux
premiers principes ». Théorie et applications Physique du solide
Contexte : CENTRE
Le contexte général du post-doctorat concerne les propriétés des
DAM - Île-de-France
matériaux énergétiques à base de solides moléculaires. Le but est
Bruyères-le-Châtel - 91297
de déterminer leurs propriétés structurales et thermodynamiques
Arpajon
(équation d'état) à l'aide de méthodes de principes premiers,
01-69-26-40-00
basées sur des propriétés électroniques, telles que la théorie de la
fonctionnelle densité (DFT).
Dans ce type de matériaux, les interactions de van der Waals à
longue portée jouent un rôle prépondérant. Comme les matériaux CONTACT
ne sont pas correctement modélisés par la théorie de la
fonctionnelle densité standard, il est nécessaire d'aller au-delà des TORRENT Marc
approximations usuelles.
marc.torrent@cea.fr
De plus, les matériaux d'intérêt sont des solides moléculaires à
base de molécules organiques. Ils contiennent notamment un
grand nombre d'atomes d'hydrogène dont les noyaux sont connus
pour avoir un comportement quantique (énergie de point zéro).
Dans ce projet, nous proposons d'utiliser une fonctionnelle de van
der Waals non locale dans le cadre suivant :
• Le logiciel ABINIT (www.abinit.org) sera utilisé et développé
dans le cadre d'un projet international à forte visibilité, et
surtout dans notre groupe. ABINIT est un logiciel de calcul
dans le formalisme DFT, décrivant les fonctions électroniques
sur une base d’ondes planes. Il a été adapté aux
supercalculateurs massivement parallèles et hybrides.
• Une fonctionnelle de van der Waals non locale sera
implémentée dans l’approche "Projector Augmented-Wave »
(PAW), qui permet d'obtenir des résultats avec une grande
précision. A ce jour, il n'existe pas de code implémentant un
formalisme complet "PAW + van der Waals".
Objectif :
Le(a) post-doctorant(e) devra dans un premier temps développer
le cadre théorique, à savoir les fonctionnelles non-locales dans une
approche PAW complète.
Dans un second temps, il(elle) devra l'implémenter dans le code
ABINIT, en portant une attention particulière au parallélisme sur
architecture multi-cœurs.
Enfin le code sera utilisé pour l’étude de propriétés ciblées de
solides moléculaires.
POST-DOC 2022 - Page 22 sur 60Modulation des microstructures de revêtements Matériaux
réalisés par projection plasma Physique du solide
Contexte : CENTRE
Ce post doctorat se place dans le cadre d’un projet dédié à l’étude
Le Ripault
du comportement de céramiques projetées plasma avant et après
BP 16 – 37260 Monts
sollicitations dynamiques (CAPRIC DYN). Le projet CAPRIC DYN
02-47-34-40-00
s’inscrit dans le contexte des revêtements céramiques à haute
performance pour des applications telles que la protection de
composants placés dans la chambre d'expérience du laser
MégaJoule (LMJ), la protection de composants de satellites
spatiaux, les revêtements barrières thermiques... Il s’intéresse à un CONTACT
domaine encore peu exploré pour ces revêtements : leur
comportement quand ils sont soumis à des sollicitations QUET Aurélie
mécaniques instationnaires dans une large gamme de vitesse et
aurelie.quet@cea.fr
aux mécanismes de fracturation engendrés par ces sollicitations.
Comme les propriétés de ces couches céramiques sont intimement
liées à leur microstructure (porosités, micro-fissures résiduelles,
structure lamellaire ou colonnaire) et aux contraintes résiduelles CHUPIN Sylvain
générées par les étapes de préparation, le projet vise à étudier le sylvain.chupin@cea.fr
lien qui existe entre la microstructure des revêtements et leur
résistance mécanique. Cela permettra d’optimiser les paramètres
de la structure céramique pour répondre à des sollicitations
particulières. Les travaux du post doctorat constituent une brique
essentielle du projet et conduiront à de fortes interactions avec les
autres partenaires.
Objectif :
Dans l’étape 1, l’objectif sera l’évaluation des torches plasma de
nouvelle génération en réalisant des revêtements avec des
microstructures variées et originales, à partir de la projection
plasma en voie sèche, en voie liquide (procédé émergeant au
niveau industriel) et en voie hybride. Il s’agira de générer
différentes microstructures et d’alimenter en échantillons les
partenaires du projet s’intéressant à la caractérisation dynamique
des matériaux. Des matériaux à gradient de microstructure
(évolution du taux de porosité/de l’architecture) seront ensuite
envisagés. Les propriétés des particules en vol seront évaluées de
façon à fournir des données expérimentales aux partenaires
traitant les parties modélisation.
Dans l’étape 2, les revêtements seront caractérisés, notamment en
termes de microstructure à différentes échelles (taux de porosité,
micrographies, squelette de la matrice céramique), afin d’établir
des corrélations entre les paramètres de projection, les propriétés
des particules en vol et les propriétés des revêtements. Des
caractérisations thermomécaniques sont également prévues.
Enfin, dans l’étape 3, les mêmes matériaux seront à nouveau
analysés après sollicitations dynamiques, en lien avec les
partenaires.
POST-DOC 2022 - Page 23 sur 60Construction d'un modèle numérique à l'échelle Matériaux
mésoscopique de pièces composites Physique du solide
macroscopiques
Contexte : CENTRE
La modélisation des matériaux composites à fibres continues
Le Ripault
(préforme) peut être réalisée à l’échelle mésoscopique par
BP 16 – 37260 Monts
éléments finis en maillant la préforme tissée ainsi que la matrice.
02-47-34-40-00
La géométrie de ces constituants peut être générée à partir d’une
géométrie idéale ou issue d’imagerie par tomographie X. Une limite
reste cependant le volume de matériau pouvant être représenté. Si
le calcul classique par éléments finis est envisageable pour le
matériau moyen, au point courant, les singularités géométriques CONTACT
(renfort, liaison, etc.) sont difficiles à prendre en compte (nombre
de mailles important). Il est alors nécessaire de recourir à un calcul GUILLET François
multi-échelle méso-macro. De récents développements en calcul
francois.guillet@cea.fr
par éléments finis montrent que la résolution du problème posé par
le calcul sur modèle numérique d’une structure macroscopique
décrite à l’échelle méso est possible en découpant ce calcul macro
en une série de calculs méso. Il faut alors disposer d’une SAUVET Anne-Laure
description numérique macroscopique du composite, y compris anne-laure.sauvet@cea.fr
dans les zones de singularité.
Objectif :
L’objectif du sujet post-doctoral proposé est de construire un outil
logiciel permettant de reproduire une architecture composite
(renfort à fibres continues) d’une pièce de forme donnée. Une
attention particulière sera portée aux géométries de renforts
possibles (tissés, rapportés). Le choix des outils utilisés (mailleur,
langage, …) sera étudié au début du post-doctorat.
POST-DOC 2022 - Page 24 sur 60Conception et réalisation d'essais mécanique sur Matériaux
éprouvette technologiques de Composites CMC Physique du solide
Contexte : CENTRE
Les pièces en composites à matrices céramiques sont élaborées
Le Ripault
d'un seul tenant, le composite étant obtenu directement à la forme
BP 16 – 37260 Monts
finale (par exemple par drapage, …). L'épaisseur étant
02-47-34-40-00
généralement limitée, des renforts doivent fréquemment être
intégrés à la pièce finale dès l'élaboration. C'est également le cas
des dispositifs de fixation. Tous ces points constituent des
singularités dont il est nécessaire de connaître le comportement
mécanique, qui est de ce fait différent du matériau au point courant. CONTACT
Pour chaque type de singularité que présente la forme considérée
ainsi que le type de sollicitations auxquelles la pièce est soumise, GUILLET François
il faut concevoir des essais mécaniques spécifiques sur des
francois.guillet@cea.fr
éprouvettes types dites "éprouvettes technologiques". Ces essais,
à température ambiante mais également en température,
permettent de préciser la tenue mécanique des singularités
envisagées. PIQUET Charlotte
charlotte.piquet@cea.fr
Objectif :
Les objectifs du stage post-doctoral sont de :
• Concevoir et proposer pour chaque type de singularité et de
sollicitation des essais mécaniques pertinents.
• Dimensionner par calcul ces essais et valider la conception
(géométrie, outillage).
• Réaliser les essais et comparer avec le calcul de
dimensionnement.
Les matériaux considérés sont des composites oxyde/oxyde ainsi
que des composites à renfort carbone.
Le(la) post-doctorant(e) pourra s'appuyer sur un environnement de
type Bureau d'études pour le dimensionnement et Bureau des
méthodes pour la conception d'outillage.
POST-DOC 2022 - Page 25 sur 60Vous pouvez aussi lire
