L'objectif de ces travaux de thèse et d'étudier et de développer un prototype d'implant intracérébral pour le traitement des maladies neurodégénératives et en particulier la maladie de Parkinson, maladies pour lesquelles, il n'existe pas à ce jour de traitement curatif. Toutefois, un effet neurop...
Les objectifs de sécurité des objets connectés sont usuellement la Confidentialité, l'Intégrité et l'Authentification (CIA). Pourtant la garantie de ces objectifs n'empêche pas de changer l'ordonnancement des événements ou la durée séparant deux événements. Pour combler ces nouveaux besoins de sé...
Le Cell-free massive multiple-input multiple-output (CF-mMIMO) est une technologie clé de la future 6e génération de réseaux sans fil (6G). Cela représente une infrastructure de réseau alternative et constitue une piste de recherche solide pour améliorer l'efficacité énergétique (EE) et l'efficac...
Dans le cadre du développement de ses activités de R&D sur les réseaux de capteurs et les jumeaux numériques (Digital Twins), le Laboratoire Autonomie et Intégration de Capteurs (DSYS/SSCE/LAIC) du CEA-LETI à Grenoble, propose une thèse sur les « Réseaux de capteurs et Jumeaux numériques pour la ...
Contexte: Une façon naturelle de réaliser des dispositifs quantiques à grande échelle consiste à les organiser en tableaux avec un couplage entre voisins les plus proches. Pour un processeur quantique à base de semi-conducteur, l'information quantique est encodée dans le spin d'une charge unique,...
Le projet Quantum Silicon Grenoble, incluant le CEA-LETI, CEA-IRIG et l'Institut Néel, vise à réaliser un ordinateur quantique à base de bits quantiques (qubits) en silicium. Les conditions de fonctionnement des qubits (températures cryogéniques = 1K, hautes fréquences de l'ordre du GHz, forte de...
Dans les réseaux sans fil au-delà de la 5G/6G, il est impératif de déployer et de gérer facilement un réseau privé/ad-hoc d'utilisateurs mobiles tels qu'une flotte de véhicules ou de drones. L'objectif de cette thèse est de définir des stratégies et protocoles associés (contrôle et allocation de ...
Les produits sécurisés grâce à des mécanismes cryptographiques embarqués peuvent être vulnérables aux attaques par canaux auxiliaires. Ces attaques se basent sur l'observation de certaines quantités physiques mesurées pendant l'activité du dispositif, comme la consommation de puissance, le rayonn...
Un nombre croissant de systèmes critiques tels que les véhicules autonomes, l'avionique et les dispositifs médicaux sont exécutés sur des architectures comportant un grand nombre de c?urs, et interagissant en temps réel avec leur environnement. Etant donné que les conséquences d'une défaillance d...
Les microsystème électromécaniques (MEMS) apportent des gains importants (consommation, encombrement, précision) pour remplacer les capteurs de taille macroscopique dans de nombreuses applications (accéléromètre, capteur de gaz, référence de temps, spectroscopie, radar ultrasonore?) et ouvrent de...
Les microbatteries développées au LETI démontrent d'excellentes performances en terme de densité d'énergie embarquée. Néanmoins, le dépôt de la couche d'électrode positive est à l'origine de défectivités. Celles-ci se traduisent par l'apparition de défaillances tueuses en test électrique et posen...
La perte d'audition est un problème de santé publique majeur, et affecte environ 10% de la population mondiale. Ce handicap impacte fortement le confort de vie des patients qui en sont atteints, dans de nombreux aspects de leur vie. De plus, avec une stimulation accrue sur de longues périodes de ...
La cryptographie post-quantique est en plein essor. En cause, les avancées sur l'ordinateur quantique et l'initiative du NIST visant des premiers standards de primitives post-quantiques d'ici 2024. Cette nouvelle cryptographie entraîne une transition scientifique et industrielle du désormais vast...
Les performances des processeurs utilisés pour le calcul scientifique et pour l'apprentissage automatique s'améliorent en continu. L'exploitation du parallélisme est un facteur clef pour la performance, mais cette approche convient surtout aux données organisées régulièrement. La plupart des cal...
Le domaine de l'intelligence artificielle est aujourd'hui dominé, en volume, par la recherche sur les réseaux de neurones profonds. En effet, il y a une dizaine d'années, ces derniers ont permis d'améliorer le traitement de problèmes réputés difficiles, notamment en vision par ordinateur et ont, ...
Les algorithmes d'apprentissage profond tels que les réseaux neuronaux convolutifs (CNN, Convolutional Neural Networks) sont utilisés pour de nombreuses applications de reconnaissance et/ou de classification d'images. Ces CNNs sont composés de plusieurs couches qui engendrent d'importants mouveme...
Le sujet de thèse proposé se situe dans le domaine de la perception embarquée pour le suivi multi-classes (personnes, voitures, cyclistes...) en temps-réel. Le suivi d'objets est une des problématiques centrales du fait de son large champ d'application impliquant les véhicules autonomes, la navig...
Les mémoires dites « ferroélectriques », nommées FeRAM en anglais (Ferroelectric Random Access Memories), émergent comme une alternative prometteuse pour remplacer les mémoires non-volatiles à accès rapide (<1µs), nécessaires à toutes architectures de calcul, notamment celles munies de mémoires d...
Dans le contexte des applications utilisant directement des données cryptées (Fully Homomorphic Encryption ou FHE), le transchiffrement permet d'éviter la forte expansion de la taille des données chiffrées, grâce à l'utilisation de la cryptographie symétrique. En effet, le transchiffrement est un...
L'intelligence à l'Edge vise à pousser le calcul effectué sur les données en périphérie pour des raisons énergétiques et de sécurité. En découle l'implémentation de matériel co-optimisé pour l'inférence de réseaux de neurones artificiels (ANN) plus ou moins profonds (DNN) et qui vise un calcul au...
Le chiffrement homomorphe est une technique cryptographique permettant de réaliser des traitements directement sur des données chiffrées, sans avoir à les déchiffrer. Ainsi, le chiffrement homomorphe reste un des moyens les plus séduisants pour assurer la confidentialité des données lors de leur ...
Le Laboratoire des Systèmes Portés par la Personne (LS2P) développe des dispositifs non invasifs pour la mesure de paramètres physiologiques tels que le rythme cardiaque, la saturation en oxygène ou la pression artérielle. Des contraintes fortes d'intégration sont appliquées dès la conception des...
Les modèles d'IA, notamment les réseaux neuronaux profonds, sont de plus en plus intégrés dans les systèmes pratiques dans divers secteurs. Dans certains domaines, les véhicules autonomes et les dispositifs médicaux par exemple, ces modèles sont chargés de prendre des décisions critiques. Cependa...
En microélectronique, l'élaboration de structures SOI (Silicon On Insulator) pour la fabrication de circuits intégrés de nouvelle génération s'appuie souvent sur la technologie de collage par adhérence moléculaire. Cette technique repose sur le collage direct de deux surfaces à l'aide de procédés...
Les algorithmes d'apprentissage profond actuels souffrent, d'une part d'oubli catastrophique empêchant un apprentissage incrémental, et d'autre part lors de leur implémentation sur silicium, limitant les applications embarquées/edge. Ce sujet de thèse propose d'explorer les algorithmes d'apprenti...
L'Overlay (OVL) est un des paramètres clef à suivre au cours de la fabrication de composants de microélectronique. Actuellement, cette grandeur est suivie par des techniques d'imagerie ou par scatterométrie. Pour les technologies les plus avancées - CMOS10nm et au-delà - ces techniques bien que ...
Les objets connectés connaissent depuis quelques années un essor nouveau avec l'arrivée des technologies NFC sur les téléphones portables. L'interrogation de l'objet (tag, carte?)se fait habituellement à proximité immédiate ou au contact du terminal. Nous proposons dans cette thèse de concevoir ...
Parmi les systèmes d'imagerie médicale, les scanners effectuent des images "en coupe" du corps humain, permettant une reconstitution 3D des parties concernées (squelette, c?ur, poumon, ?) et améliorant le diagnostic médical. Récemment, les scanners sont entrés dans une nouvelle ère grâce à l'util...
L'accent est aujourd'hui mis sur la haute luminance afin de répondre aux besoins, de la projection à partir de micro-écrans et des systèmes d'affichage intégrés dans des casques ou sur des lunettes. Les performances des OLEDs actuelles, en terme de luminance et durée de vie, notamment pour le ble...
La croissance et la fabrication de LED InGaN/GaN a atteint un excellent degré de maturité grâce à leur utilisation dans le domaine de l'éclairage. Leur robustesse et leur grande efficacité en font une solution de choix pour réaliser des micro-écrans de haute luminance et de haute résolution pour ...
Ce travail de thèse propose d'étudier un nouveau paradigme de calcul appelé « calcul hyperdimensionnel ». Développé et utilisé pour les applications de l'intelligence artificielle, ce nouveau paradigme, qui s'inspire des modèles d'activité neuronale, s'appuie sur l'utilisation de grands vecteur...
Un éclairage actif combiné à des capteurs d'images offre la possibilité d'extraire une grande quantité de caractéristiques de la scène observée, qui ne sont généralement pas accessibles aux approches standard d'acquisition d'images. Cette modalité est désormais largement répandue dans la vision i...
Quelles sont les sources des rayons cosmiques d'ultra-haute énergie, ces particules qui pleuvent du cosmos avec des énergies colossales, et dont l'origine reste mystérieuse ? Le projet GRAND (Giant Radio Array for Neutrino Detection) vise à répondre à cette question, à l'aide d'un réseau de 200 0...
L'intégration "FanOut wafer-level packaging" (FOWLP) est devenu un standard pour l'intégration de composants électroniques dans nos smartphones. Les futures applications FOWLP s'étendent des dispositifs pour les télécommunications (5G, 6G, transceivers optoélectroniques, etc..) aux applications à...
Le sujet de thèse proposé se situe dans le domaine des réseaux de neurones sur données éparses de type nuage de points adaptés aux traitements temps réel sur architectures de calcul embarqués. Durant cette dernière décennie, l'analyse de flux de données issus de divers capteurs a connu une forte ...
La présence d'un gaz d'électrons bi-dimensionnel (2DEG) dans les hétérostructures AlGaN/GaN permet de produire des transistors à haute mobilité électronique (HEMTs) qui sont naturellement normally-ON. Cependant dans le domaine de l'électronique de puissance, il est nécessaire d'utiliser des trans...
La caractérisation expérimentale précise des transitions bêta interdites non uniques est un sujet à la fois important et très ardu et, de fait, très peu d'études fiables existent dans la littérature. En effet, le spectre en énergie continu de ces transitions est difficile à mesurer précisément po...
Une des activités du laboratoire concerne le développement de la technologie Smart-CutTM, en partenariat avec la société SOITEC. La technologie Smart-CutTM est une technique originale de report de couches minces. Elle est basée sur l'implantation d'ions légers, le collage par adhésion moléculaire...
Récemment il a été prouvé dans la littérature scientifique que l'utilisation des technologies CMOS à température cryogéniques augmente leur vitesse opérationnelle. Leur utilisation dans l'aérospatiale mais aussi dans les secteurs des serveurs à haute performance, le quantum computing et les data ...
La fabrication des Qbits de spin et supraconducteurs demande la mise en place d'un routage métallique à courte distance (Back-end of line ? BEOL) et localisé compatible en radiofréquence et fonctionnant à très basse température (au-dessous de la TC). Il existe à ce jour des intégrations BEOL basé...
Depuis quelques années, les batteries Li-ions sont devenues la technologie de référence pour le marché mondial des batteries, et elles ont supplanté les anciennes technologies Nickel-Cadmium et Alcalines. Leur importante capacité énergétique massique en fait d'excellents candidats pour l'alimenta...
Les composants RF sont largement utilisés pour les technologies de communication. En particulier, les substrats RF-SOI fournissent des modules et des connexions de haute qualité nécessaires pour répondre aux exigences de la 4G et des futurs réseaux (5G) pour des transmissions de données plus rapi...
Les composants de puissance à base de nitrure de gallium (GaN) connaissent actuellement un succès croissant de part leurs propriétés électriques qui permettent d'augmenter l'efficacité énergétique et de réduire la taille des convertisseurs de puissance. Les composants verticaux en GaN permettent...
Frama-C, développé dans notre laboratoire, est une plateforme d'analyse de programmes C qui fournit plusieurs analyseurs collaboratifs sous forme de greffons. Frama-C permet à l'utilisateur d'annoter les programmes C avec des spécifications formelles écrites dans le langage ACSL et de combiner pl...
Le CEA-LETI se positionne comme leader des mémoires FeRAM ultrabasses consommations compatibles BEOL pour les applications IoT et IA. Avec une consommation électrique < 100 fJ/bit écrit ou lu (typiquement 1000x moins qu'une mémoire Flash), ce type de mémoires non volatiles est aujourd'hui la moin...
Le trouble bipolaire est une pathologie psychiatrique chronique de l'adulte touchant entre 0.5 et 1% de la population, avec de nombreux besoins médicaux non satisfaits en termes de traitements. Un des enjeux essentiels est le diagnostic plus précoce pour une meilleure prise en charge de la pathol...
La réalisation de micro-structure 3D est nécessaire pour fabriquer des éléments clés des dispositifs microélectroniques tels que les micro-lentilles pour les imageurs. Ces lentilles peuvent être fabriquées par fluage de résine ou par lithographie par niveaux de gris dite "grayscale". La lithograp...
De nos jours, les besoins de climatisation sont en forte augmentation : 10% de l'électricité serait utilisée pour la climatisation dans le monde et cette consommation risque de tripler d'ici 2050. Le groupe de froid à absorption est une solution efficace pour réduire la consommation électrique en...
L'objectif principal des travaux de thèse est d'explorer la faisabilité de nouvelles couches ioniques ultraminces déposées par ALD (Atomic Layer Deposition). Ces couches trouvent un intérêt applicatif comme diélectrique haute performance pour certains composants microélectroniques comme les capac...
Dans un contexte d'accélération des développements associés à la pile à combustible de type PEMFC pour la décarbonatation de la mobilité, les verrous identifiés que sont le coût et la durabilité des systèmes restent à lever. Pour se faire, des recherches actives sont menées sur les matériaux acti...
Le but de cette étude est d'étudier en détails l'impact de l'addition intentionnel de molécules spécifiques à l'interface de collage comme des amino-alcool ou des bases fortes. Leur mise en ?uvre avec des interfaces de différents matériaux permettra de préciser l'ensemble des mécanismes de collag...
La question de la sûreté des packs batteries embarqués dans les véhicules électriques est prégnante dans un contexte de développement de la mobilité électrique, en particulier dans les secteurs de l'automobile et de l'aéronautique. Dans ce contexte, le CEA/LITEN conduit des essais d'emballement t...
Les avancées récentes en instrumentation et en méthodologie de résolution de problèmes inverses ont permis à la tomographie électronique de devenir un outil de caractérisation 3D capable de répondre aux défis actuels de miniaturisation des dispositifs microélectroniques. Avec des spectromètres...
L'élément critique pour développer le traitement de l'information dans les mémoires appliquées aux circuits neuromorphiques est une mémoire non-volatile, de haute densité pour permettre le stockage et le traitement de l'intégralité des poids synaptiques. Cependant, à l'état de l'art actuel, une ...
Dans le cadre des activités de conception de circuits et de systèmes de communications sans fils à haut débit (hautes fréquences), on se propose d'explorer les bandes de fréquences de longueurs d'ondes sub-millimétriques. Forts d'une expérience dans le domaine millimétrique avec des réalisations ...
L'Intelligence Artificielle et le Computer Vision sont désormais massivement déployés au plus proche capteur de façon à permettre d'étendre les capacités des systèmes d'imagerie embarqués. Les récentes avancées en Deep Learning démontrent que les réseaux de neurones fortement quantifiés (dont les...
Au sein du Département Optique et Photonique du CEA-LETI, le Laboratoire des Composants Emissifs conçoit et réalise des micro-écrans à base de micro-LEDs GaN. Une des problématiques majeures des µ-LEDs à base de GaN/InGaN est la baisse d'efficacité liée à la réduction de leurs dimensions. Dans la...
L'optimisation et le fonctionnement des réseaux électriques requiert des prises de décisions actuellement réparties sur deux niveaux: le réseau de transport d'électricité en haut (Cloud), le point de production/consommation en bas. Des flux d'informations transitent entre ces deux couches. Dans c...
Les ordinateurs quantiques suscitent un énorme engouement médiatique, mais nous sommes encore loin d'avoir un ordinateur quantique disponible. Il existe des simulateurs logiciels, limités en nombre de QuBits simulables, des expérimentations avec quelques QuBits accessibles en ligne. On sait né...
La thèse sera réalisée au CEA/LETI/CLINATEC, en collaboration avec l'EPFL (Lausanne, Suisse) dans le cadre du programme Brain-Computer Interface (BCI). L'objectif du programme est d'explorer de nouvelles solutions de suppléance et/ou réhabilitation fonctionnelle pour les personnes souffrant de ha...
Dans le cadre du développement de ses activités de recherche sur les réseaux de capteurs et la maintenance prévisionnelle, le Laboratoire Autonomie et Intégration de Capteurs (DSYS/SSCE/LAIC) du CEA-LETI à Grenoble, propose une thèse sur la « Maintenance prévisionnelle à base d'ultrasons ». L'émi...
La compréhension d'une culture cellulaire passe par l'analyse des cellules mais aussi et surtout par l'étude de leurs interactions. Les cellules ne cessent d'agir les unes sur les autres. Ce sont ces interactions que nous proposons d'étudier pour comprendre la population cellulaire dans sa globa...
L'objectif de la thèse est de développer un convertisseur très haute fréquence (>10 MHz) régulé en tension exploitant des composants passifs innovants. La montée en fréquence permet notamment l'utilisation de composants passifs plus petits en valeur, en taille et en poids. En effet, plus la fréqu...
Le contrôle santé intégré (SHM) consiste à suivre l'état de santé d'une structure à partir de capteurs intégrés. Dans ce contexte, le LIST travaille sur des méthodes de tomographie novatrices par ondes élastiques guidées pour cartographier des zones corrodées sur géométries simples : plaques et t...
La thèse proposée consiste à développer des méthodes d'intelligence artificielle pour entraîner des réseaux de neurones à apprendre le comportement dynamique de solides hyperélastiques, avec pour finalité la réduction drastique du temps de calcul pour un domaine de validité le plus grand possib...
Pour des raisons de sécurité, les structures composites utilisées notamment dans le domaine aéronautique ou spatial font l'objet d'une surveillance tout au long de leur durée de vie. En particulier, lors de leur utilisation, elles subissent une fatigue voire des impacts susceptibles de générer de...
Le diabète de type 2 est une maladie métabolique relativement grave par ses complications et pour laquelle la compréhension des mécanismes en jeu représente un défi majeur de santé publique. Chez les individus diabétiques comme chez les personnes obèses, les cellules des tissus adipeux présentent...
L'état de santé des structures (éoliennes, ponts, centrales, avions?) est essentiel à leurs opérations et à la sécurité. C'est pourquoi les opérations de maintenance incluent des inspections régulières, menant à des réparations ou des remplacements. Ces opérations ont un coût, non seulement écono...
La production d'hydrogène et de méthane à partir de biomasses et déchets est un sujet qui a suscité un grand intérêt dans la transition énergétique ces dernières années. La gazéification hydrothermale (HTG) est un processus thermochimique qui utilise les conditions supercritiques de l'eau (T > 37...
Le développement de la technologie photonique sur silicium a permis l'intégration sur une même puce de nombreuses fonctions photoniques au plus proche des fonctions électroniques, permettant la miniaturisation des composants dans les domaines de datacom, télécom et capteurs optique. Cependant, qu...
Contexte : Les communications optiques se sont largement déployés pour répondre aux besoins croissants en échanges de données pour des usages grands publics et industriels. Ces communications utilisent les réseaux de communication en fibres optiques qui relient les centres de données où les infor...
Dans un contexte de décarbonation massive, la complexité grandissante des systèmes de production énergétique rend cruciales les problématiques de gestion avancée de pilotage. Le contrôle fin de ces systèmes, assurant optimalité et robustesse, est aussi un ingrédient central pour la mise en oeuvr...
Les smart contracts sont devenus le nouveau paradigme pour le développement de services fiables et décentralisés, qui couvrent une multitude de domaines d'activité. La blockchain Ethereum est devenue la plateforme la plus répandue pour les smart contracts, malgré le fait qu'elle présente un certa...
La génération de peignes de fréquence a été largement étudiée dans les dernières décennies, avec pour applications principales la métrologie temps/fréquence et la spectrométrie. Cependant, les possibilités de générer ces peignes de fréquence sur puce avec une faible énergie ouvre de nouveaux cham...
Le domaine de l'information quantique s'est très fortement développé durant la dernière décennie, avec l'émergence des technologies quantiques permettant de stocker et manipuler les états quantiques encodant l'information. Parmi les nombreuses stratégies explorées (transmons, ions piégés, atomes ...
L'utilisation de lithium a fortement augmenté lors des dernières années notamment du fait de l'explosion du marché des batteries. La future réglementaire Européenne va imposer la récupération du lithium, jusqu'alors non regardé. C'est pourquoi, une technologie sélective permettant de générer un c...
Nous avons vécu au XXème siècle une première revolution quantique avec l'invention de composants aujourd'hui très répandus comme les transitors et les lasers qui exploitent le phénomène de quantification des niveaux d'énergie. Aujourd'hui, une seconde revolution quantique est en route dans le dom...
Le LCO (Laboratoire des Capteurs Optiques) développe à la fois des composants de photonique intégrée sur silicium du visible au moyen-infrarouge (MIR) et des capteurs et systèmes innovants. De la recherche technologique amont jusqu'aux transferts industriels, ces capteurs trouvent des application...
Dans le contexte de l'accélération du déploiement de la filière hydrogène et de son utilisation dans des systèmes complexes, ce sujet de thèse permettra de faire progresser la communauté internationale sur l'impact des incertitudes sur le pilotage et les lois de commande de jumeaux numériques de ...
Ce sujet de thèse propose d'étudier les mécanismes de croissance et la caractérisation de matériaux pérovskites déposés par sublimation en espace proche (CSS). Cette méthode innovante de dépôt, développée très récemment au CEA pour ce matériau, permet de synthétiser des couches pour concevoir de ...
La maquette numérique en environnement virtuel est devenue un outil de référence pour la conception de nouveaux systèmes. Elle permet, en simulant en temps réel et de façon immersive l'ensemble des phases de production, assemblage et utilisation de ces produits, de détecter et de corriger les err...
Dans le cadre de la transition énergétique, la flexibilité joue un rôle important pour optimiser la fourniture d'énergie, pour le maintien de l'équilibre, de la stabilité et de la sûreté de fonctionnement du système électrique, et pour intégrer une part croissante d'énergies renouvelables dans le...
La commission européenne prévoit d'interdire la commercialisation des véhicules à moteurs thermiques neufs à partir de 2035. Cette décision va accélérer l'essor des véhicules 100% électriques (VE), lesquels ont déjà représenté 9% des ventes de véhicules particuliers neufs en France sur les 3 prem...
Pour répondre aux enjeux de mutation des systèmes énergétiques et de décarbonation des procédés industriels, le CEA développe des outils numériques spécifiques permettant l'optimisation du dimensionnement et du pilotage des équipements. Ces outils sont applicables à différentes échelles (sites is...
Dans la majorité des grandes centrales PV, les convertisseurs statiques actuels effectuent la conversion d'énergie d'un niveau usuel de 1500 VDC vers un réseau AC triphasé 50Hz sous 320 à 800 V, avant de pouvoir l'injecter sur le réseau 20kV-50Hz via un transformateur BT/HTA. Cette approche impos...
Avec le développement des énergies renouvelables, des systèmes de stockage, des véhicules électriques et de la production d'hydrogène, la stabilité du réseau électriques ne sera plus assurée tant que l'on conserve les modes de contrôles habituels. L'objectif de la thèse est de proposer des contr...
La réflectométrie est une méthode de diagnostic qui permet d'identifier et caractériser des défauts électriques sur des câbles ou plus généralement des lignes de transmission. L'analyse de ces défauts permet d'améliorer la maintenance des câbles. Le laboratoire LFIC du DM2I a développé une techno...
Le domaine de la Réalité Augmenté (RA) suscite un intérêt constant depuis la fin des années 2010 grâce au potentiel d'interactions nouvelles qu'il permettrait entre utilisateur et objet numérique mobile. Les recherches dans ce domaine, qu'elles soient logicielles ou technologiques, occupent de no...
Les caméras infrarouges thermiques non refroidies, basées sur la technologie de micro-bolomètres, sont aujourd'hui omniprésentes dans de nombreux secteurs d'activités : contrôle industriel, automobile, domotique, défense, ... Afin de suivre l'essor de ces marchés de volume, il existe une forte co...
Le travail de thèse est lié à la problématique d'intégration de matériaux III-V à des circuits intégrés photoniques (CIP) à base de silicium pour la réalisation de lasers hybrides IIIV/Si fonctionnant dans le moyen infrarouge (MIR), et ceci, dans un contexte d'intégration ultime des capteurs chim...
L'hypnose est une technique non pharmacologique d'utilisation grandissante dans le domaine de la santé pour des applications thérapeutiques et anesthésiques. Le suivi en temps réel et la caractérisation fine de l'état hypnotique devraient permettre une utilisation plus rationnelle en routine clin...
Le contexte de la thèse concerne la culture et le suivi d'organoïdes sur puce. Ces nouveaux modèles cellulaires 3D offrent l'opportunité d'étudier in vitro les mécanismes fondamentaux à l'?uvre dans les tissus et de développer des thérapies innovantes. L'objectif est de développer un nouveau syst...
La capture d'images de distance, ou 3D sensing, est une fonction clé dans de nombreux domaines applicatifs émergents tels que la reconnaissance faciale, la réalité augmentée, la robotique ou les drones. Le CEA ambitionne de développer un nouveau module de 3D sensing, inspiré du Lidar à modulation...
Le suivi d'enveloppe (ET) est une technologie clé pour améliorer l'efficacité énergétique des amplificateurs de puissance (PA) radiofréquences. La technologie ET a été largement adoptée au cours de la dernière décennie, mais elle souffre d'une dégradation de l'efficacité lors du passage aux appli...
Le Laboratoire Infrarouge du département Optique et Photonique au CEA-LETI en partenariat avec LYNRED développe des imageurs infrarouges refroidis sur technologie HgCdTe avec d'excellentes performances. Toutefois, pour de nombreuses applications particulièrement exigeantes comme les applications ...
Avec l'explosion du nombre d'objets connectés, l'internet des objets (IoT) se situe actuellement au c?ur de l'évolution numérique. Il est maintenant possible de connecter des objets du quotidien / industriels (robots, voitures, capteurs, etc.) à internet par l'intermédiaire de terminaux intégrés....
Avec la montée en capacité des réseaux de télécommunications sans fil, largement tirée par les usages et la mobilité, de nouveaux systèmes de communications, tels que la 6G, devront être développés. La gamme de fréquence « Terahertz ? THz », qui est à la fois l'optique des grandes longueurs d'ond...
Utilisés à bord de satellites en orbite, les plans focaux IR HgCdTe haute performance sont soumis à un environnement radiatif qui peut être assez agressive, notamment en termes de protons. Ces protons induisent des défauts dans le semiconducteur perturbant le fonctionnement du détecteur : certain...
L'émulation fonctionnelle des synapses biologiques à l'aide de dispositifs électroniques est considérée comme la première étape vers l'ingénierie neuromorphique et les réseaux de neurones artificiels (ANN). Les transistors ioniques sont des dispositifs à conductivité mixte ionique-électronique ca...
Les batteries lithium-ion offrent des densités de puissance et d'énergie de plus en plus élevées et leur déploiement requiert la maitrise de leur sécurité. Des moyens de protection existent à l'échelle d'une cellule comme à celle d'une batterie (assemblage de cellules en parallèle ou en série). L...
Le secteur des transports représente en Europe environ 30% des émissions de gaz à effet de serre. Le développement de la mobilité bas carbone est donc un enjeu majeur qui implique, entre autre, une électrification massive des véhicules terrestres, maritimes et aériens. Or, cette électrification n...
Cette thèse porte sur le design et la synthèse de molécules fluorescentes et leur mise en forme pour le développement de détecteurs de vapeurs de toxiques et de pesticides organophosphorés par fluorescence. Une molécule fluorescente est susceptible d'émettre de la lumière lorsqu'elle est stimulé...
Les organoïde sur puce (OSP) suscitent depuis une décennie de nombreux travaux scientifiques. En effet, l'introduction dans des composants microfluidiques de structures tissulaires, mimant par leur fonction et leur architecture le comportement d'organes, permet des études approfondies de leur fon...
Si les électrolytes à base d'eau ont longtemps été utilisés pour le stockage électrochimique, les accumulateurs Li-ion ont bousculé ce paradigme dans les années 90. Les densités d'énergies affichées par ces derniers systèmes nécessitent en effet une stabilité électrochimique des électrolytes atte...
Le chiffrement homomorphe est une technique cryptographique relativement récente permettant d'effectuer des calculs directement sur des données chiffrées. Ceci permet à des utilisateurs d'envoyer des données sensibles à un serveur distant (« cloud ») capable de les manipuler sans les connaître. ...
Dans un contexte globale d'automatisation de tâches, les réseaux de neurones artificiels sont actuellement utilisés dans de nombreux domaines nécessitant le traitement de données issues de divers types de capteurs : vision, sonore, vibration. Le traitement d'information sur plateforme embarquée a...
Les panneaux photovoltaïques croissent de manière spectaculaires avec une production électrique solaire cumulée qui doit atteindre 2840 GW en 2030 et 8519 GW en 2050, soit 18 fois la production de 2018. La fabrication de ces modules fait intervenir de nombreux métaux selon les technologies utilis...
Le sujet de thèse s'inscrit dans une thématique orientée vers l'amélioration de la durée de vie des piles à combustible PEMFC par l'optimisation du contrôle-commande des système piles pour application mobilité lourde. Il se focalise sur le développement d'outils de détection et d'isolation de déf...
Le recyclage des batteries, de composition complexe (polymères, métaux ou plastiques), constitue un défi technologique et la recherche de procédé efficace et peu impactant pour la récupération sélective de métaux de hautes puretés (Co, Ni, Li) Les procédés hydrométallurgiques s'imposent alors co...
L'électrification massive de nos modes de transport prévue par la plupart des pays développés va engendrer une pression sans précédent sur l'approvisionnement en matériaux critiques pour les batteries, en premier lieu le cobalt et le nickel. De plus, l'impact écologique de l'exploitation de ces m...
Aujourd'hui, les principales causes de dégradation des piles à combustibles à membrane échangeuses de protons (PEM-FC) sont liées au fonctionnement, que ce soit en conditions normales (démarrage/arrêt), ou extrêmes (conditions de gel, démarrage à froid). Une solution pour remédier à ces dégradati...
Les composants PC-RAM couplés à des condensateurs ont déjà été proposés pour permettre l'apprentissage de réseaux de neurones classiques sur puce avec l'algorithme de rétropropagation du gradient (IBM, Nature), néanmoins le coût énergétique reste important. Et aucun système complet n'a pour l'heu...
L'utilisation en seconde vie de batteries, nécessite d'être en mesure de déterminer l'état de vieillissement de ces batteries à l'issue de leur première vie, et de prédire l'évolution de leurs performances futures. L'état de vieillissement d'une batterie Li-ion ne peut se résumer à un seul indi...
Dans le cadre de l'augmentation de la demande en électrification, particulièrement pour les transports, il est nécessaire de développer des batteries embarquant une densité d'énergie supérieure, tout en assurant une sécurité en fonctionnement. Les batteries tout-solide (GEN4) permettrait d'attein...
Il est admis qu'un générateur de nombre vraiment aléatoire (True Random Number Generator, TRNG) se décompose en trois parties. Tout d'abord la source d'entropie, considérée comme le c?ur du générateur, elle met en ?uvre un mécanisme physique purement aléatoire. Ensuite l'étage de quantification, ...
La thèse proposée porte sur la combinaison des apprentissages par réseaux de neurones et des méthodes « classiques » de réduction de modèle, et particulièrement la PGD (Proper Generalised Decomposition). Cette méthode a fait ses preuves pour la résolution de différents types d'équations différe...
Le domaine de l'instrumentation nucléaire couvre un large spectre d'applications qui évoluent de façon permanente grâce à l'avancée des technologies du numérique et du traitement du signal. La mesure de radioactivité se caractérise par l'analyse d'un signal spécifique constitué d'impulsions de du...
Pour pallier à la saturation des bandes de fréquence en dessous de 10GHz, il est clair que l'avenir des systèmes de communication s'inscrit dans les bandes millimétriques. Ces fréquences offrent la possibilité de développer des systèmes avec des plus hauts débits et avec une meilleure efficacité ...
Les batteries lithium-ion à électrolytes solides (Gen4) sont actuellement développées pour dépasser les performances des batteries à électrolytes liquides en termes de densité d'énergie et de sécurité de fonctionnement. La fraction plus ou moins importante de polymères dans ces électrolytes et da...
Avec la prolifération exponentielle des équipements et applications IoT dans notre vie quotidienne (par exemple, les montres intelligentes, les lunettes intelligentes, etc.) ainsi que les exigences en constante évolution des utilisateurs et des opérateurs réseau (plus de données, plus de bande pa...
L'un des objectifs de la recherche technologique au niveau des modules photovoltaïque (PV) est d'atteindre des densités de puissance plus importantes. Le développement de modules utilisant des cellules tandem Silicium/pérovskite (Si/PK) devraient permettre d'atteindre des densités de puissance su...
L'étudiant sera formé à l'état de l'art de la microscopie électronique à transmission. Nous combinerons l'holographie électronique, avec la déformation, la phase/structure et la cartographie chimique sur le même spécimen. Des techniques avancées de traitement des données seront développées afin d...
Les semi-conducteurs à fort couplage spin-orbite présentent un intérêt grandissant dans les domaines de l'électronique de spin et du calcul quantique. Cette thèse s'intéresse à trois composés : HgTe, CdTe et InSb qui forment une plateforme unique pour ce type d'application. La réalisation de nan...
La détection du rayonnement produit par les réactions photonucléaires constitue une méthode pour déterminer les éléments présents dans une cible de nature inconnue. Les applications peuvent être multiples : détection des matériaux explosifs, des stupéfiants, des gaz toxiques, des matériaux fissil...
Pour évaluer la confiance que l'on peut avoir dans un réseau de neurones, l'un des enjeux est de comprendre comment le réseau classifie les données. La taille des réseaux de neurones utilisés industriellement, en termes de nombre de chemins d'exécutions, mais aussi en terme de nombre de paramètre...
Les composants électroniques de puissance sont utilisés dans les nouvelles technologies pour l'énergie telles que le photovoltaïque, l'éolien ou encore le véhicule électrique. L'utilisation des matériaux III-N (GaN, AlGaN) a permis d'améliorer les performances de ces composants. Une étape clé pou...
Les générateurs d'aléa sont des éléments essentiels pour les systèmes cryptographiques. L'implantation d'un générateur de nombres aléatoires (TRNG ? True Random Number Generator) basée sur un processus physique imprévisible dans un circuit intégré ASIC ou FPGA et visant un haut niveau de sécurité...
Alors que la première génération de mémoires résistives à base de matériaux à changement de phase (Phase-Change Memory ou PCM) est déjà en production notamment pour les applications Storage Class Memory (SCM), et en cours de qualification pour le marché automobile caractérisé par des spécificatio...
Ce sujet de thèse est financé dans le cadre du volet électronique du PEPR (Programmes et équipements prioritaires de recherche) et du Programme d'investissements d'avenir du plan France Relance. Il adresse une thématique de recherche identifiée comme étant clés pour le développement de convertiss...
Le LETI transfère actuellement une technologie de dispositifs de puissance AlGaN/GaN épitaxiés sur substrats Silicium 200mm avec un industriel reconnu dans le domaine du développement des composants de puissance (Silicium, SiC, ?). Les transistors de puissance à base de GaN peuvent avoir un fo...
Dans la course à la miniaturisation et dans un contexte de sobriété énergétique, les matériaux 2D possèdent des propriétés extrêmement intéressantes. En effet leur dimension planaire permet la réduction de la taille des dispositifs et les rend moins gourmands en énergie. Ils sont considérés par l...
La recherche et développement autour des semiconducteurs de puissance en carbure de silicium (SiC) a permis de développer des composants capable de bloquer des tensions jusqu'à 15 kV. Ces dispositifs permettent en outre des commutations à des vitesses très élevées (ex : 120 kV/µs pour un MOSFET S...
Les sources primaires d'énergie électriques utilisées dans les systèmes à base d'énergies renouvelables sont pour la plupart à courant continu : Nous pouvons indiquer ci dessous, les principales caractéristiques en tension des sources en question : -Photovoltaïques (1.5 kVDC) -Systèmes de stoc...
Les réseaux de télécommunication existants évoluent vers des besoins de très haute capacité et haut débit de communication qui nécessiteront des architectures d'émetteur-récepteur innovantes. Pour les liaisons de données sans fil dans le cadre des systèmes 5G et au-delà de la 5G des nouvelles s...
Les cellules PV à base de silicium cristallin dominent le marché des cellules solaires. Néanmoins leurs performances tendent maintenant vers leur limite pratique. Une stratégie permettant de dépasser cette limite consiste à réaliser des cellules tandem en associant ces dispositifs silicium à une...
Avec l'avènement du véhicule tout électrique, l'augmentation de l'autonomie et la diminution des coûts de production des batteries lithium-ion sont devenues aujourd'hui une priorité pour les industriels de l'automobile. Pour cela, une des principales marges de progrès consiste à utiliser, pour l'...
La communauté de l'intelligence artificielle, inspirée par les progrès considérables réalisés dans le domaine des neurosciences, a récemment proposé des algorithmes puissants pour permettre une prise de décision efficace en temps réel sur la base d'un volume limité de données sensorielles bruitée...
L'intégration 3D séquentielle permet d'atteindre la plus forte densité d'interconnexion entre des niveaux de dispositifs électroniques empilés comparée à l'ensemble des techniques d'intégration 3D mais requière de réaliser les dispositifs des niveaux supérieurs à faible budget thermique. Le leti,...
L'hydrogène est considéré comme le vecteur énergétique de demain. Cependant, outre le fait que la chaîne de production et de distribution n'est pas encore opérationnelle, il existe de réelles barrières scientifiques, technologiques et économiques à son stockage pour des applications mobiles ou st...
Les systèmes logiciels sont souvent développés de manière modulaire en (ré)utilisant des composants qui coopèrent pour fournir un service plus global. Nous considérerons les systèmes logiciels à base composants répartis, notamment ceux composés de composants communicants via le passage de message...
Dans cette thèse, les principes et les défis dans l'élaboration par impression et la caractérisation de matrices piézoélectriques organiques conformables à usage médical sous contrainte seront examinés. Un capteur piézoélectrique extensible, réalisé sur un substrat étirable, sera développé avec d...
L'intégration 3D (en intégration monolithique ou hybride) présente un attrait industriel pour les applications More Moore et More than Moore. Grâce aux matériaux des canaux et à l'intégration compacte, des valeurs RF élevées allant jusqu'à 300 GHz sont possibles. Elle est une alternative au scali...
Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) sont principalement développées pour les applications de transport. Au cours de la dernière décennie, des progrès importants ont été réalisés, conduisant à la commercialisation de la première génération de voitures à piles à combust...
Après plusieurs décennies de développement, les cellules PV à base de silicium cristallin (Si) présentent un degré de maturité élevé et leurs performances tendent maintenant vers leur limite pratique. Une stratégie permettant de dépasser cette limite consiste à réaliser des cellules multi-jonctio...
L'évolution des technologies de photomultiplicateurs en silicium (Silicon Photomultiplier, SiPM) permet la mise en ?uvre de mesures pixélisées. La compacité de ce type de photomultiplicateur ouvre en effet des perspectives de mesure distribuée sur des surfaces de scintillateur plus grandes et/ou ...
Les générations actuelles de batteries Li-ion reposent sur l'utilisation d'un électrolyte liquide. Néanmoins, ces électrolytes sont incompatibles avec l'utilisation du Li métal et sont inflammables. Pour contourner ces problématiques, de plus en plus de recherches se portent sur le développement ...
L'objectif de la thèse est de proposer une nouvelle approche unifiée, basée sur les modèles 3D implicites, permettant à la fois de reconstruire en 3D la scène observée mais aussi d'en analyser le contenu. Plus précisément, étant donné une ou plusieurs images, la solution proposée devra tout d'a...
De nombreuses applications de suivi telles que la vidéo protection de piétons, le monitoring de vaches dans une ferme ou encore l'analyse automatique de match de sports collectifs reposent sur la bonne ré-identification des individus dans un réseau de caméras. Cependant, il peut y avoir une grand...
La fragilisation par l'hydrogène à haute température (ou HTHA) est un phénomène qui touche les aciers ferrito-perlitiques bas carbone et faiblement alliés de cuve sous pression en température (>250°C) et en présence d'hydrogène. Elle se manifeste par la création de bulles de méthane aux joints de...
Depuis la fin des années 2000 avec l'arrivée des n?uds CMOS45nm, le contrôle des dimensions critiques (CD) des structures de l'étape photo-lithographie est devenu critique pour la fiabilité des circuits imprimés. La photo-lithographie optique demeure la technique la plus économique et la plus rép...
En 2016, Google publie les principes fondateurs de l'apprentissage fédéré [1] avec la promesse de créer des IA sans compromettre les données des utilisateurs. Cette méthode est en train de changer le paradigme actuel de l'IA centralisée, où construire de meilleurs modèles se résume souvent à coll...
L'utilisation de capteurs 3D LiDAR a considérablement progressé au cours des dernières années, atteignant un statut industrialisable tant en terme de capteurs que de méthodes. Dans le contexte de l'aide à la conduite ou de la conduite autonome, les données de LiDAR fournissent une information fi...
