Développement d'un système acoustique innovant pour l'imagerie et la vélocimétrie ultrason H/F

Informations générales Entité de rattachement Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international. Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales : • La conscience des responsabilités• La coopération• La curiosité Référence 2026-41366 Description de l'unitéLe CEA-Leti, institut de recherche technologique de Cea Tech, a pour mission de créer de la valeur et de l'innovation avec ses partenaires industriels. Il fait le lien entre la recherche fondamentale et la production de micro et nanotechnologies dans le but d'améliorer la qualité de vie de chacun. Fort d'un portefeuille de 2.800 brevets, le CEA-Leti façonne des solutions avancées pour améliorer la compétitivité de ses partenaires industriels: grands groupes, PME ou startups. Le laboratoire LAIC fait partie du département Systèmes du CEA-Leti à Grenoble. Il travaille sur le développement de systèmes de capteurs, depuis l'élément sensible jusqu'à leur intégration et leur autonomie.Les cinq principaux axes de recherche sont :(i) le développement de capteurs hautes performances, notamment de capteurs quantiques s'appuyant sur des phénomènes atomiques afin d'atteindre des sensibilités maximales ;(ii) l'intégration de ces capteurs pour le monitoring en environnements sévères ;(iii) l'implémentation d'IA embarquée pour le déploiement de solutions de maintenance prédictive ;(iv) la mise en réseau de ces capteurs, couplée à l'exploitation de modèles par éléments finis, afin de créer des capteurs virtuels permettant d'estimer la durée de vie résiduelle des systèmes et d'anticiper leurs défaillances ;(v) l'autonomie des capteurs, notamment via la récupération d'énergie ;Description du posteDomaineSciences pour l'ingénieurContratPost-doctoratIntitulé de l'offreDéveloppement d'un système acoustique innovant pour l'imagerie et la vélocimétrie ultrason H/FSujet de stageLe poste s'inscrit dans le projet Bridge-PIV, qui vise à développer une nouvelle technologie de mesure ultrasonore permettant de caractériser des écoulements fluides à travers une paroi métallique, notamment pour des applications en environnements sévères. Le principe repose sur l'intégration, au sein de la paroi, d'éléments piézoélectriques entre une sonde ultrasonore externe et le fluide à caractériser. Les travaux porteront sur la modélisation, la conception et la validation expérimentale de ce nouveau concept, depuis une architecture mono-élément jusqu'à une matrice de transducteurs permettant d'envisager la reconstruction d'images 2D et, à terme, de champs de vitesse.Durée du contrat (en mois)20Description de l'offreLes méthodes de vélocimétrie ultrasonore permettent de caractériser des écoulements en exploitant la propagation et la réflexion d’ondes acoustiques dans un fluide contenant des diffuseurs, tels que des particules ou des microbulles. Leur utilisation à travers des structures métalliques reste cependant fortement limitée par les phénomènes de transmission acoustique aux interfaces et par la propagation des ondes dans la paroi. Les solutions actuelles peuvent nécessiter l’intégration de fenêtres ou de capteurs traversants, difficilement compatibles avec les contraintes d’intégrité structurelle rencontrées dans des environnements sévères.Le projet Bridge-PIV propose de lever ce verrou en développant un dispositif original intégré à la paroi métallique évitant le recours à des passages de câbles ou à une fenêtre acoustique fragilisant la structure.La personne recrutée contribuera au développement de cette technologie depuis la modélisation jusqu’à sa validation expérimentale. Les principales activités porteront sur :- la modélisation par éléments finis de la propagation acoustique et du comportement électromécanique des transducteurs piézoélectriques ;- l’étude et l’optimisation du couplage acoustique à travers la paroi métallique ;- le dimensionnement et la conception d’une première architecture basée sur des transducteurs mono-élément ;- la réalisation et l’instrumentation d’un banc expérimental représentatif ;le développement des protocoles de mesure, d’acquisition et de traitement des signaux ultrasonores ;- la confrontation des résultats expérimentaux aux modèles numériques et l’identification des paramètres déterminants ;- l’extension du concept vers une architecture multi-éléments permettant la reconstruction d’une information spatiale 2D ;- l’évaluation des performances et des limites de la technologie en vue de son application à la mesure d’écoulements.Les travaux seront réalisés en interaction étroite avec les équipes partenaires spécialisées en instrumentation ultrasonore et en caractérisation des écoulements. Des déplacements occasionnels sur Paris seront prévus pour réaliser des expérimentations sur un banc de d'essai spécifique. Elles contribueront à évaluer la faisabilité d’une nouvelle génération de systèmes de mesure et de contrôle non destructif capables de fonctionner à travers des enceintes métalliques fortement contraintes.Moyens / Méthodes / LogicielsBanc d'essai expérimentaux, VNA, Matlab, Comsol Multiphysics, SolidworksProfil du candidatNous recherchons un(e) candidat(e) de formation Bac+8 (doctorat) disposant de solides compétences en acoustique, ultrasons, physique appliquée, mécanique, instrumentation ou dans un domaine connexe.Une expérience dans un ou plusieurs des domaines suivants sera particulièrement appréciée :- acoustique et ultrasons : propagation des ondes, interfaces acoustiques, réflexion/transmission, caractérisation de matériaux ;- transducteurs piézoélectriques : modélisation, dimensionnement, caractérisation électromécanique et acoustique ;- simulation numérique par éléments finis, idéalement appliquée à des problèmes multiphysiques couplant mécanique, acoustique et piézoélectricité ; la maîtrise de logiciels tels que COMSOL Multiphysics ou ANSYS constituera un atout ;- instrumentation expérimentale : génération et acquisition de signaux, oscilloscopes, amplificateurs, cartes d’acquisition, instrumentation ultrasonore ;- traitement du signal, notamment pour l’analyse de signaux ultrasonores, la détection, l’imagerie ou l’estimation de paramètres physiques ;programmation scientifique et traitement de données sous Python, MATLAB ou environnement équivalent.Des connaissances en mécanique des fluides, vélocimétrie ultrasonore, imagerie acoustique, contrôle non destructif (CND) constitueront des atouts supplémentaires, sans être indispensables.Au-delà des compétences techniques, le poste nécessite un goût marqué pour la recherche expérimentale et le développement de nouvelles technologies. Le/la candidat(e) devra être capable d’aborder un problème à l’interface entre modélisation physique, conception de transducteurs, électronique/instrumentation et expérimentation.Nous recherchons une personne autonome, rigoureuse et curieuse, appréciant le travail en équipe et capable d'interagir avec des spécialistes issus de plusieurs disciplines. De bonnes capacités d’analyse, de synthèse et de communication scientifique seront également attendues pour documenter les résultats, les présenter aux partenaires du projet et contribuer à leur valorisation scientifique et technologique.Localisation du posteSiteGrenobleLocalisation du posteFrance, Auvergne-Rhône-Alpes, Isère (38)VilleGrenobleCritères candidatFormation recommandéeMaster, école d'ingénieur, doctoratDemandeurDisponibilité du poste01/02/2027