Direction scientifique
Transfert de connaissances vers l'industrie

Nos Thèses par thème

Définition et validation d'un procédé de métallurgie des poudres innovant pour l'obtention de matériaux à hautes performances

Département Thermique Biomasse et Hydrogène (LITEN)

Laboratoire Conception et Assemblages

Master II en Sciences et Génie des Matériaux

01-10-2018

SL-DRT-18-0682

emmanuel.rigal@cea.fr

La thèse porte sur l'étude, la modélisation et la simulation d'une étape clé d'un procédé de fabrication de composants à partir de poudres métalliques atomisées au gaz, la Compression Isostatique à Chaud. Cette étape, le dégazage de la poudre, permet de diminuer la teneur en oxygène du matériau après densification. Cela améliore ses propriétés mécaniques et permet d'atteindre voire de dépasser les propriétés des matériaux forgés. Le procédé présente des avantages supplémentaires : économie de matière, obtention de matériau homogène, isotrope et à bonne aptitude au contrôle non destructif. Ainsi, une maîtrise du dégazage contribuera à l'acceptation du procédé dans les industries utilisant des composants élaborés selon des règles et codes, tels que les composants pour le nucléaire ou les appareils à pression. La thèse comportera les grandes phases suivantes : étude de la poudre initiale (un acier X2CrNiMo17-12-2(N2)), étude de son dégazage par analyse thermogravimétrique couplée à la spectrométrie de masse et par simulation thermodynamique, établissement d'un modèle d'écoulement des gaz en milieu poreux anisotherme et tenant compte des termes sources et puits, validation expérimentale et étude des propriétés des matériaux obtenus. La thèse se déroulera à Grenoble au sein d'un laboratoire du CEA-Liten reconnu dans le domaine de la CIC depuis de nombreuses années. Elle bénéficiera des études récentes au laboratoire sur le sujet et d'un environnement favorable en caractérisation.

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Accumulateurs au plomb bipolaires avec des collecteurs de courant laminé

Département des Technologies Solaires (LITEN)

Laboratoire Stockage Electrique

Ingénieur / Master2

01-10-2018

SL-DRT-18-0684

nicolas.guillet@cea.fr

Nouvelles batteries à architecture bipolaire : Le projet de thèse vise au développement de batteries au plomb bipolaires de haute densité d'énergie de la puissance avec une longue durée de vie et un faible coût. La construction bipolaire des batteries permet un fonctionnement amélioré à des puissances élevées de charge et de décharge typiques pour les systèmes de stockage d'énergie utilisés dans certaines applications de type «smart-grid » et « véhicules hybrides ». Pour atteindre ces objectifs nous envisageons le développement de collecteurs de courant innovants composés de feuilles de titane et de plomb. Une partie de la thèse est axée sur l'optimisation de ces structures composites laminées et leur encapsulation dans des cadres plastiques imprimée en 3D. Ces éléments seront utilisés pour développer et tester des batteries plomb-acide bipolaires à l'échelle du laboratoire avec différents compositions et rapports entre matériaux actifs positifs et négatifs. Ces prototypes seront étudiées à différentes étapes de leur vieillissement en utilisant une variété de méthodes de caractérisation physique, physico-chimique et électrochimique afin d'estimer modes de défaillances possible et de définir des stratégies de fabrication et de gestion permettant de les éviter.

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Mémoire à changement de phase pour les applications de mémoire de classe de stockage à haute densité

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire de Composants Mémoires

M2 ou ingénieur en micro nano-electronique

01-10-2018

SL-DRT-18-0691

gabriele.navarro@cea.fr

Le besoin d'une infrastructure de stockage de données permettant le traitement de Big Data, nécessite aujourd'hui des dispositifs de mémoire avec des performances améliorées. L'objectif de ce doctorat est le développement de dispositifs innovants de mémoire à changement de phase (PCM) pour cibler les applications de mémoire de classe de stockage (SCM) qui nécessitent une vitesse de programmation et une endurance supérieures. Pour atteindre cet objectif, le développement des matériaux à changement de phase devient fondamental, en particulier avec l'exploration de nouveaux alliages capables d'une vitesse de cristallisation plus élevée et d'une majeure stabilité. Le candidat contribuera aux tâches suivantes: développement et caractérisation électrique des PCMs basés sur des matériaux innovants, également co-intégrés avec des nouveaux sélecteurs BackEnd développés au LETI, de l'analyse du dispositif unitaire aux statistiques sur matrices de mémoire; caractérisation physico-chimique des différents alliages par des mesures de résistivité, DRX, FTIR, TEM etc .; simulations multi-physiques pour corréler les performances du dispositif avec les propriétés du matériau. En outre, l'étudiant contribuera à des projets industriels, et interagira avec des experts au niveau international dans le domaine des matériaux à changement de phase.

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Nouvelles solutions radio de réveil pour intéragir avec l'internet des Objets dans les systèmes cyber-physiques

Département Systèmes

Laboratoire Communication des Objets Intelligents

Ecole d'ingénieur/ Master2

01-09-2018

SL-DRT-18-0693

mickael.maman@cea.fr

Avec le déploiement massif de capteurs, le défi majeur est d'avoir une longue durée de vie du réseau et une forte réactivité. De nombreuses technologies sont en concurrence pour des communications Uplink (UL) basse consommation(par exemple LoRa, Sigfox, Bluetooth LE, Thread, Zigbee, WiFi) mais une communication Downlink (DL) ultra-basse consommation est manquante. Or, aujourd'hui, il est nécessaire de pouvoir interagir avec les dispositifs IoT (par exemple pour commander un objet dans les systèmes cyber-physiques ou pour interagir avec l'environnement réel dans la réalité augmentée). De nombreux efforts ont été consacrés à la conception de protocoles efficaces énergétiquement et plus particulièrement au niveau de l'accès MAC. La couche MAC a un rôle important dans l'efficacité énergétique des communications car elle contrôle la radio. Certaines technologies comme Sigfox ou LoRa propose d'ouvrir une fenêtre d'écoute pour les communications DL après chaque communication UL mais cela n'est pas adapté aux applications contraintes en latence. D'autres solutions MAC écoutent périodiquement à une fréquence dépendante de la latence maximale mais la rareté des communications DL implique une sur-écoute et une surconsommation énergétique. Une autre approche consiste à utiliser des récepteurs de réveil à très faible consommation (WRX), ce qui peut réduire considérablement la consommation d'énergie globale du système. Cette approche dégrade les performances de la radio pour réduire sa consommation énergétique. L'appareil peut donc écouter en continu un signal de réveil dans le canal. Les inconvénients de ces solutions sont leur faible maturité (preuve de concept) et leur très faible sensibilité. Durant cette thèse, nous proposons une approche cross-layer RF-PHY-MAC. Notre objectif est de trouver un compromis entre la consommation énergétique, la latence et les performances (portée). Les caractéristiques à considérer seront la puissance consommée de la RF, la latence de réveil, la robustesse aux interférences et aux faux réveils, la sensibilité et la portée, le débit, le cout et la taille ainsi que la régulation.

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Démélange spectral et classification en imagerie hyperspectrale de rayons X

Département Microtechnologies pour la Biologie et la Santé (LETI)

Laboratoire Détecteurs

Diplôme d'ingénieur ou Master Recherche en Traitement du Signal

01-10-2018

SL-DRT-18-0731

caroline.paulus@cea.fr

Dans le cadre de ses développements en imagerie par Rayons X (RX), le LETI étudie l'apport de nouveaux détecteurs RX hyperspectraux à base de CdTe combinés à des méthodes de traitement avancées. Les principales applications sont l'imagerie médicale, l'instrumentation scientifique et le contrôle pour la sécurité. Le laboratoire d'accueil travaille en particulier sur des systèmes de rayons X de détection des explosifs dans les bagages pour le contrôle aérien. Les méthodes de traitement actuelles permettant de discriminer les matériaux analysés sont dérivées des techniques utilisées avec des détecteurs à deux canaux d'énergie. L'objectif de la thèse est de concevoir des algorithmes de traitement avancés de démélange et de classification prenant en compte l'ensemble de l'information spectrale fournie par les détecteurs afin d'améliorer les performances des systèmes en termes de taux de fausses alarmes et de taux de bonnes détections. Le challenge est de démontrer que ces détecteurs et leurs traitements associés permettent d'atteindre les performances requises par les autorités de certification des équipements. Les méthodes proposées pourront s'inspirer des techniques de démélange spectrale et de classification largement développées dans le contexte de l'imagerie hyperspectrale pour l'observation de la terre. Le candidat devra être spécialisé en traitement du signal et montrer de l'intérêt pour la physique et l'instrumentation.

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Microspectroscopie Raman et marquage isotopique pour la caractérisation du stress antibiotique sur cellule unique

Département Microtechnologies pour la Biologie et la Santé (LETI)

Laboratoire Imagerie et Systèmes d'Acquisition

Diplôme d'ingénieur et/ou Master dans un des domaines : traitement de l'information, biophysique, optique

01-10-2018

SL-DRT-18-0738

veronique.rebuffel@cea.fr

Le test d'antibiogramme est au c?ur de la rationalisation des thérapies antibiotiques. De nouvelles techniques plus rapides d'antibiogramme (réponse en moins de 2h) auront un impact décisif dans la lutte contre l'extension des multirésistances chez les bactéries pathogènes. Les méthodes actuelles, basées sur la capacité d'une molécule à inhiber ou non la croissance du pathogène, ne peuvent pas satisfaire à ces impératifs de rapidité, à cause du temps de latence préalable à toute culture. La microspectroscopie Raman permet de répondre à ce besoin, avec une approche autorisant la caractérisation de cellules uniques. Une culture chronophage préalable au test proprement dit ne serait donc plus requise. En outre, la sensibilité à l'antibiotique serait déterminée par évaluation de la baisse de métabolisme, un critère de sensibilité bien plus précoce que l'inhibition de croissance. L'objectif de la thèse est d'explorer une méthode inédite de marquage pour mesurer, grâce à la microspectroscopie Raman, le métabolisme à l'échelle de la bactérie unique. Les travaux mettront en ?uvre des dispositifs optiques existants, ainsi que des techniques de microbiologie clinique. Le candidat doit être titulaire d'un diplôme d'ingénieur et/ou Master en traitement du signal ou des données, éventuellement instrumentation, avec des connaissances en biophysique ou optique. Un fort intérêt pour la microbiologie est nécessaire.

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