Missions

Depuis trois décennies, les microsystèmes électromécaniques (MEMS) ont permis de nombreuses applications courantes, telles que les capteurs et actionneurs dans les smartphones : microphones, haut-parleurs, accéléromètres, gyroscopes, boussoles ou capteurs de pression. Ces MEMS, généralement fabriqués en technologie silicium, opèrent habituellement dans des régimes de fonctionnement linéaires avec une électronique de proximité pour le traitement du signal.
Outre ces applications grand public, les capteurs MEMS suscitent un intérêt croissant dans les environnements sévères, caractérisés par des températures, des pressions, des radiations extrêmes ou des milieux corrosifs et explosifs. Ces conditions imposent des défis scientifiques et technologiques liés aux matériaux, à la robustesse mécanique, à la fiabilité, au vieillissement, ainsi qu'à la gestion et au traitement des signaux dans des conditions dégradées.

Description du projet post-doctoral :
Les travaux porteront sur les méthodes d'acquisition et de traitement de signal pour des capteurs MEMS dans des environnements sévères. L'application visée sera la détection de gaz dans des environnements à risque explosif. Deux axes seront explorés :

-Interrogation sans fil des capteurs par radiofréquences : Cette méthode convient aux capteurs passifs, qui n'intègrent ni source d'énergie embarquée ni électronique de proximité, minimisant ainsi les risques de défaillance en milieu sévère.

-Modes avancés de fonctionnement des MEMS : L'objectif est d'exploiter les régimes non-linéaires et chaotiques des capteurs pour améliorer le rapport signal sur bruit, ce qui est crucial en environnement dégradé et lors d'interrogations à distance. Ces régimes non-linéaires permettent une réponse amplifiée du capteur, contournant ainsi les limites des méthodes de détection linéaires classiques.

Activités

--Concevoir et fabriquer des prototypes de capteurs MEMS capacitifs sur silicium :
-Pour la détection de gaz via leurs propriétés physiques ;
-Compatibles avec une interrogation à distance par radiofréquence ;
-Présentant des comportements non-linéaires marqués.
--Étudier les régimes linéaires, non-linéaires et chaotiques des capteurs MEMS :
-Modélisation analytique et numérique ;
-Caractérisation expérimentale ;
-Développement de méthodes pour extraire la grandeur à mesurer à partir des signatures chaotiques.
--Mener des expériences de détection de gaz (ex. H₂ dans N₂) :
-Acquisition des mesures dans les différents régimes ;
-Acquisition des mesures à distance par voie radiofréquence ;
-Comparaison des performances obtenues et analyse de la composition de mélanges gazeux.

Compétences

Le candidat doit être titulaire d’un doctorat en microélectronique, physique appliquée ou en ingénierie avec une spécialisation dans le domaine des microsystèmes et microtechnologies. Une expertise en instrumentation, modélisation et caractérisation expérimentale est nécessaire. La curiosité scientifique, l’autonomie, et la capacité à évoluer dans un environnement pluridisciplinaire sont des atouts essentiels.

Contexte de travail

Le sujet s'inscrit dans le cadre du PEPR Électronique du programme national France 2030, et plus précisément dans le projet ciblé RESISTE. La thèse se déroulera au LAAS à Toulouse, en lien étroit avec les partenaires du projet : l'IMS à Bordeaux, le CEA-LETI et TIMA à Grenoble.

Le LAAS est une unité propre de recherche du CNRS située à Toulouse avec 600 personnels dont 200 chercheurs et enseignants-chercheurs. Les principaux axes de recherche sont l'énergie, l'industrie du futur, l'espace, la santé et l'environnement ainsi que le transport. Le LAAS dispose d'une salle blanche de 1500 m² intégrée au réseau national RENATECH.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.