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nombre d'offres : 88

Développement de solutions pour l’identification (THID) et l’authentification par des approches non intrusives dans le domaine THz.

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Date de début : 1 octobre 2020

Offre n° IMEPLaHC-24012020-PHOTO

Titre du sujet :
Développement de solutions pour l’identification (THID) et l’authentification par des approches
non intrusives dans le domaine THz.

Contacts :
Frédéric GARET                                                                                                                 Cornel IOANA   
frédéric.garet@univ-savoie.fr                                                                        cornel.ioana@gipsa-lab.grenoble-inp.fr
IMEP-LAHC – Université Savoie Mont Blanc                                        GIPSA Lab. – Université Grenoble Alpes
Bâtiment Chablais – Campus Scientifique                                                   11 Rue des Mathématiques
73376 Le Bourget du Lac – France                                                                     38400 Saint-Martin-d’Hères

L’Institut de Microélectronique, Electromagnétisme, et Photonique et Laboratoire d’Hyperfréquences et Caractérisation (IMEP-LAHC) :
L’IMEP-LAHC (UMR 5130), situé à Chambéry (Savoie-73) mène des recherches dans les domaines des Composants Micro et Nano Electroniques (thème CMNE), des RadioFréquences et Millimétrique (thème RFM) et de la PHOtonique, THz et de l’Optoélectronique  (thème PHOTO).
Les personnels impliqués dans ce projet appartiennent au département PHOTO et sont issus de l’équipe qui a joué un rôle pionnier dans le développement de la spectroscopie THz en France à partir du milieu des années 90. Le laboratoire a apporté des contributions majeures dans les domaines de l’extraction précise de paramètres matériaux et la détermination de la réponse THz (dans la gamme 100 GHz – 5 THz) de dispositifs complexes intégrant des structures photoniques métalliques, ou diélectriques à une ou plusieurs dimensions. Il a par ailleurs proposé en 2011 une structure de principe de la première structure de tag pour l’identification dans le domaine THz (THID) [1].

Le laboratoire Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA Lab) :
Le GIPSA Lab (UMR 5216), mène des recherches théoriques et appliquées sur les signaux et les systèmes produits et échangés par l’homme ou ses environnements naturel et technologique. Il se confronte à des mesures, des données, des observations provenant des systèmes physiques, biologiques, cognitifs ou artefactuels dans le but de fournir des dispositifs de décision, d’action et de communication viables, performants et compatibles avec la réalité physique et humaine. Il s’appuie sur un socle de théories en traitement de l’information et en contrôle/commande pour le développement de modèles et d’algorithmes, validés par des implémentations matérielles et logicielles. De par la nature de ses recherches, GIPSA-lab maintient un lien constant avec des applications dans des domaines très variés : la santé, l’environnement, l’énergie, la géophysique, les systèmes embarqués, la mécatronique, les micro et
nanosystèmes, les procédés et systèmes industriels, les télécommunications, les réseaux, les transports, la sécurité et la sûreté de fonctionnement, l’interaction homme-machine, l’ingénierie linguistique…

Profil du candidat :
Le candidat, idéalement issu d’un Master Recherche de type Physique ou EEA avec des compétences en électromagnétisme, traitement du signal et de l’information, analyse des phénomènes transitoires et inférence de la physique dans les approches d’analyse des données. Des compétences en machine learning sont également requises.
Il pourra par ailleurs présenter des aptitudes en instrumentation et/ou Optique ou optoélectronique.

Description du sujet :
L’identification et l’authentification des produits représentent aujourd’hui des enjeux mondiaux colossaux tant au niveau des sommes que des emplois concernés. En effet, de nombreux secteurs économiques doivent faire face à de nouvelles menaces liées à l’authenticité et l’intégrité des documents ou des biens de consommation qu’ils produisent. La contrefaçon est ainsi un fléau au niveau mondial et entraîne un manque à
gagner très important pour de nombreux fabricants.
Le sujet de cette thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet regroupant 2 laboratoires de recherche : l’IMEPLAHC et le GIPSA Lab ainsi que 2 PME : TIHIVE qui développe et commercialise un système d’imagerie THz et ARJO SOLUTION qui développe et commercialise des solutions de lutte contre la contrefaçon. Ce projet a pour objectif de concevoir et mettre en oeuvre des solutions pour l’identification et/ou l’authentification de produits manufacturés. Les solutions sont envisagées dans des gammes de fréquences térahertz (THz) :
1) via l’utilisation d’étiquettes (tags) sans puce qui pourront être soit directement intégrées ou plus simplement apposées aux produits [2],
2) via l’utilisation des propriétés intrinsèques desdits produits, en utilisant par exemple des images THz [3].
Dans le cadre de cette thèse, le candidat sélectionné aura pour objectifs d’étudier, de proposer et de développer diverses solutions d’identification et/ou authentification pouvant être utilisées dans le domaine des fréquences THz, comme par exemples :
– Des tags basés sur des structures périodiques et résonnantes (structures diffractives par notamment), bas coût à base de polymères et présentant des signatures caractéristiques dans le domaine THz, signatures auxquelles spécifiques et uniques [2,4].
– En utilisant directement la « signature intrinsèque » du produit, obtenue par imagerie THz par exemple.Plus précisément, le travail consistera en différentes étapes :

  • Concevoir, fabriquer et caractériser (mesure des signatures) les tags THz. Ces travaux seront plus particulièrement menés à l’IMEP-LAHC
  • Développer des méthodes de traitement des signatures afin d’évaluer la richesse de l’information contenue et donc du potentiel applicatif des tags retenus. Ces méthodes seront basées sur des solutions
    déjà démontrées au GIPSA Lab [5], [6].
  • Développer une solution d’authentification complète intégrant un système développé à TIHIVE et un outil de traitement des signatures, le tout tenant compte des contraintes applicatives réelles (ARJO SOLUTIONS).Ce travail s’appuie donc sur plusieurs volets de recherche applicative complémentaires :
  • Un volet expérimental visant à mettre en oeuvre des méthodes de mesures des signatures THz recherchées : spectroscopie THz dans le domaine THz (THz-TDS) ou encore imagerie THz possiblement multi-spectrale.
  • Un volet théorique visant à modéliser le comportement de structures diffractives pouvant être à l’originede la richesse de la signature THz du tag.
  • Enfin, la définition et la réalisation des algorithmes de traitement des données constitue un volet à la frontière de la physique et du traitement du signal. Il vise à bâtir les algorithmes pour l’identification et la classification des tags à partir des descripteurs innovants.

Logiciels :
Matlab, Langage de programmation de type C/C++ et/ou Python.

Mots clés :
Spectroscopie THz dans le domaine temporel (THz-TDS), THz Tag, techniques d’identification et d’authentification, Analyse spectrale des données, analyse des signaux transitoires, classification, machine learning.

Début : Octobre 2020. – CDD de 3 ans
Salaire mensuel : 1760 € Brut (1340 € net).

Références :
[1] M. Bernier, F. Garet, E. Perret, L. Duvillaret, S. Tedjini,” THz encoding approach for secured chipless radio frequency identification”, Applied Optics, Vol. 50, Issue 23, pp. 4648-4655 (2011)
[2] S. Salhi, F. Bonnefoy, S. Girard, M. Bernier, E. Perret, N. Barbot, R. Siragusa, F. Garet  » Enhanced THz tags authentication using multivariate statistical analysis « , IRMMW2019 44th International Conference on Infrared and Millimeterwave – Paris – France (1st -06st September 2019).
[3] F. Bonnefoy, C. Ioana, M. Bernier, E. Perret, N. Barbot, R. Siragusa, F. Garet  » Identification of random internal structuring THz tags using images correlation and SIWPD analysis « , IRMMW2019 44th International Conference on Infrared and Millimeterwave – Paris – France (1st -06st September 2019).
[4] M. Hamdi, F. Garet, L. Duvillaret, Ph. Martinez, G. Eymin Petot Tourtollet, ” Identification Tag in the THz Frequency domain using Low Cost and Tunable Refractive Index Materials”, Ann. Des Télécom., 68, 7-8, pp. 415-424 (August 2013)- DOI 10.1007/s12243-013-0374-7
[5] Angela Digulescu, Irina Murgan, Cornel Ioana, Ion Candel, Alexandru Serbanescu. Applications of Transient Signal Analysis Using the Concept of Recurrence Plot Analysis. Recurrence Plots and Their Quantifications: Expanding Horizons, 180, pp.19-38, 2016, 978-3-319-29921-1.〈10.1007/978-3-319-29922-8_2〉. 〈hal-01447912〉
[6] Angela Digulescu, Cornel Ioana, Alexandru Serbanescu, Phase Diagram-Based Sensing with Adaptive Waveform Design and Recurrent States Quantification for the Instantaneous Frequency Law Tracking. MDPI Sensors 2019, 19, 2434; doi:10.3390/s19112434

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, FMNT, IMEP-LaHc
  • Laboratoire : FMNT / IMEP-LaHc
  • Code CEA : IMEPLaHC-24012020-PHOTO
  • Contact : frederic.garet@univ-savoie.fr

Acquisition codée et nouveaux paradigmes d’acquisition pour capteur d’images CMOS en imagerie active

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Date de début : 1 octobre 2020

Offre n° SL-DRT-20-0917

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 industrielle par ordinateur, l’électronique grand public et les applications d’imagerie médicale. Cependant, des défis majeurs doivent encore être résolus pour augmenter les performances de ces appareils, et de nombreuses questions de recherche associées doivent être abordées, en ce qui concerne les choix de la stratégie de modulation et de mesure, l’architecture du capteur ou les techniques de traitement du signal à employer pour l’analyse des données.

L’objectif de cette thèse est d’aborder conjointement ces questions en proposant d’abord un cadre de simulation visant à trouver les meilleurs compromis entre les approches de modulation de la lumière et de reconstruction du signal recherché. Ensuite, le développement du système qui s’adaptera le mieux aux spécifications dérivées en fonction des caractéristiques typiques de la scène (comportement de la lumière balistique ou diffuse, gamme de profondeur et résolution, niveaux de lumière ambiante…) sera abordé. Cette thèse sera structurée en deux parties principales. La première partie tendra à définir un cadre d’exploration basé sur une combinaison de modélisation physique, de mesures physiques et d’approches d’apprentissage en profondeur. Sur la base de cet outil, la deuxième partie sera consacrée au développement d’une architecture de capteur d’image utilisant les spécifications dérivées.

Le doctorant bénéficiera au cours de sa thèse de 3 ans de l’expertise et de l’excellence scientifique du CEA Leti pour atteindre des objectifs à haut niveau d’innovation à travers des brevets et publications internationales. Le candidat dynamique et autonome aura un master ou un diplôme d’ingénieur, spécialisé en génie électrique et traitement du signal. Une bonne connaissance de la conception de circuits CAO et des outils de programmation sera importante (Cadence, Matlab, Python) et quelques notions de base en optique seront appréciées.

  • Mots clés : Défis technologiques, Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, Nouveaux paradigmes de calculs, circuits et technologies, dont le quantique, DACLE, Leti
  • Laboratoire : DACLE / Leti
  • Code CEA : SL-DRT-20-0917
  • Contact : arnaud.verdant@cea.fr

Interface haptique innovante

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Date de début : 1 septembre 2020

Offre n° SL-DRT-20-0724

Une interface haptique permet à l’utilisateur d’interagir avec l’environnement par le sens du toucher. Ce sens peut être utilisé notamment pour donner des informations complexes en environnement hostile, bruyant ou a visibilité réduite. Aujourd’hui des démonstrateurs permettent de générer des effets haptiques essentiellement sur des écrans en verre. Nous nous proposons de développer des solutions haptiques innovantes aptes à générer des effets complexes sur des surfaces courbes, conformables et de nature diverses (métal, plastique…).

Le candidat aura pour objectif de dimensionner, réaliser et caractériser des interfaces haptiques. Une réflexion sera menée sur les différentes possibilités pour intégrer cette fonction haptique sur des supports variés. Pour cela, il développera des modèles analytiques et utilisera le calcul par éléments finis (COMSOL). Encadré par les experts du CEA sur la thématique, il proposera la technologie la plus adaptée (actionneur déposés en couche mince ou report de céramiques) pour intégrer les actionneurs piézoélectriques générant l’effet haptique sur des surfaces courbes, conformables, idéalement flexibles. Enfin, une réflexion sur le système global sera nécessaire afin de proposer un démonstrateur haptique innovant et complexes intégrant des fonction de détection de la position du doigt de l’utilisateur, d’actionnement et de pilotage.

  • Mots clés : Défis technologiques, Sciences pour l'ingénieur, Mécanique, énergétique, génie des procédés, génie civil, Systèmes cyberphysiques - capteurs et actionneurs, DCOS, Leti
  • Laboratoire : DCOS / Leti
  • Code CEA : SL-DRT-20-0724
  • Contact : fabrice.casset@cea.fr

bio sensor utilisant la propagation d’onde millimétrique en champ proche

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Date de début : 1 octobre 2020

Offre n° SL-DRT-20-0933

Pour de nouvelles applications bio-médicales, nous proposons d’utiliser des solutions provenant du domaine de la radio-frequence, avec en particulier les systèmes d’émission d’ondes millimétriques. Ces systèmes utilisant des antennes en champ proche pouvaient être plongés dans différents milieux impliquant des modifications de comportement de l’antenne. Ces modifications évoluent en fonction de l’amplitude et de la fréquence de l’onde incidente. Cette thèse a pour but de déterminer des propriétés physiologiques du milieu sur la base de la signature de ce dernier. Cette signature est la réponse du système à un signal en onde millimétrique de différentes fréquences, amplitudes voire de formes d’onde différentes (chirp). Ces paramètres physiologiques pourront être la sudation comme indicateur de stress, le rythme cardiaque, la présence de mélanomes, et bien d’autres. Les fréquences de travail envisagées vont de 20GHz à 120GHz car se sont des fréquences facilement intégrables sur puce CMOS. A partir d’une étude déjà initiée, l’étudiant aura à développer une solution suffisamment précise qui pourra être basée sur l’analyse de l’évolution de l’impédance présenté de l’antenne à l’amplificateur de puissance fonction de l’environnement qui l’entoure (on pourra parler de suivi d’impédance de sortie du PA). Ou d’une analyse de la réflexion du signal sur le milieu au travers d’un récepteur polaire (nous parlerons alors de mode radar).

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, DACLE, Leti
  • Laboratoire : DACLE / Leti
  • Code CEA : SL-DRT-20-0933
  • Contact : frederic.hameau@cea.fr

Amplificateur de puissance reconfigurable en technologies SOI-CMOS/GaN pour infrastructure 5G

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Date de début : 1 octobre 2020

Offre n° SL-DRT-20-0839

La technologie RF GaN apparait comme une technologie prometteuse pour la réalisation d’amplificateurs forte puissance (HPA) pour les infrastructures 5G. La densité de puissance élevée, la faible capacité de sortie et la tension de claquage élevée des transistors GaN les rendent attractifs pour le marché des small-cell 5G qui nécessite plusieurs watts de puissance à des fréquences allant jusqu’à 40 GHz. Dans cette thèse, l’étudiant étudiera l’intégration hétérogène SOI-CMOS/GaN d’un HPA à forte efficacité fonctionnant dans les bandes millimétriques. L’étage de sortie du HPA reposera sur une architecture de type Doherty afin d’optimiser l’efficacité énergétique dans la zone de back-off (BO). Il sera implémenté sur une technologie GaN afin d’atteindre les niveaux de puissance requis. Pour éviter la dégradation des performances de l’étage Doherty en fonction de la fréquence, la phase et l’amplitude en entrée des transistors Main et Auxiliaire du Doherty PA doivent être soigneusement contrôlés. L’étage driver du HPA Doherty sera implémenté sur une technologie SOI-CMOS afin de pouvoir ajuster la phase et l’amplitude grâce à des fonctions passives reconfigurables et à faible perte en SOI-CMOS. Ce HPA GaN assisté numériquement, grâce à la technologie SOI-CMOS, permettra d’optimiser à la fois la linéarité et l’efficacité sur une large plage de fréquences de fonctionnement tout en restant sur une solution compacte.

Cette thèse est proposée comme thèse internationale, de l’université de Grenoble, en collaboration avec un partenaire Européen, et pourra faire l’objet d’échanges mutuels et de période de séjour à l’étranger.

  • Mots clés : Défis technologiques, Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes, DACLE, Leti
  • Laboratoire : DACLE / Leti
  • Code CEA : SL-DRT-20-0839
  • Contact : ayssar.serhan@cea.fr
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