Contexte

Le CEA développe des instrumentations optiques innovantes pour mesurer des paramètres physiques clés, notamment la température, dans des environnements extrêmes soumis à de fortes contraintes thermiques, mécaniques et radiatives.

Dans ce cadre, le dispositif expérimental LORELEI, destiné au Réacteur Jules Horowitz du CEA Cadarache, vise à étudier le comportement thermo-mécanique d’une gaine de combustible lors d’un accident de perte de réfrigérant primaire. Une solution de mesure de température sans contact a déjà été développée, fondée sur la pyrométrie optique multispectrale et le transport par fibre optique du flux infrarouge émis par la surface sondée. Des prototypes de micro-capteurs et plusieurs chaînes instrumentales ont été réalisés, avec des premiers résultats prometteurs.

Le post-doctorat s’inscrit dans une phase d’optimisation, de fiabilisation et de transposition de cette mesure du laboratoire vers un environnement expérimental contraint, tout en explorant de nouvelles applications.

Objectifs du post-doctorat

L’objectif principal est de valider une instrumentation optique robuste, rapide et fiable pour la mesure de température en environnement nucléaire. Le/la postdoctorant(e) contribuera à optimiser la chaîne de mesure, de la tête optique au traitement des signaux, à améliorer les algorithmes d’estimation conjointe de la température et de l’émissivité, et à augmenter les cadences d’acquisition.

Les travaux porteront également sur la stabilité de la calibration, la maîtrise des transmissions optiques, l’extension de la plage de mesure vers les basses températures, ainsi que l’optimisation de la tête optique. Une attention particulière sera portée à l’étanchéité et à la transmission optique du hublot en milieu eau pressurisée, ainsi qu’à la qualification métrologique du capteur en conditions représentatives.

Travaux proposés

Le/la postdoctorant(e) prendra en main la chaîne de mesure existante, analysera ses performances et adaptera l’instrumentation pour des mesures justes à haute cadence. Il/elle développera ou optimisera les programmes de contrôle et d’acquisition sous LabVIEW et/ou Python, identifiera les phénomènes physiques ou instrumentaux limitants, et optimisera les composants optiques, notamment les fibres et le système de réception.

Il/elle concevra, réalisera et testera des têtes de collection optique, étudiera les limites basses de mesure en température, puis préparera et conduira des essais en enceinte pressurisée avec un laboratoire partenaire. Ces essais permettront de valider l’étanchéité, la transmission optique et la robustesse métrologique du capteur.

Le projet comportera enfin une dimension de valorisation scientifique : rédaction de rapports et protocoles, participation à des publications, présentation des résultats en conférences et réunions de projet, contribution éventuelle à l’encadrement de stagiaires, et analyse de la faisabilité d’un déploiement sur d’autres expériences du CEA.

Profil recherché

Le poste s’adresse à un(e) docteur(e) en :

instrumentation optique ;
physique appliquée ;
mesures physiques ;
traitement du signal ;
métrologie ;
ou domaine proche.

Compétences et qualités attendues :

bonnes connaissances en optique, instrumentation et radiométrie ;
intérêt pour les capteurs, l’intégration optique, la métrologie et le traitement du signal ;
expérience en pilotage d’expériences et en acquisition de données ;
programmation scientifique : Python requis ou fortement apprécié, LabVIEW apprécié ;
notions de CAO, par exemple SolidWorks ou équivalent, appréciées ;
goût pour la recherche expérimentale en environnement contraint ;
rigueur, autonomie, sens pratique et capacité d’analyse ;
aptitude au travail en équipe et à la communication scientifique.

Pourquoi rejoindre ce projet ?

Ce post-doctorat offre l’opportunité de travailler sur une instrumentation de pointe, à l’interface entre optique, métrologie, environnement nucléaire et expérimentation haute contrainte. Le/la candidat(e) contribuera à une technologie innovante destinée à des essais expérimentaux stratégiques, avec un fort potentiel de valorisation scientifique et applicative.

Références

[1] B. Bouvry, G. Cheymol, L. Ramiandrisoa, B. Javaudin, C. Gallou, H. Maskrot, N. Horny, T. Duvaut, C. Destouches, L. Ferry, C. Gonnier, « Multispectral pyrometry for surface temperature measurement of oxidized Zircaloy claddings », Infrared Physics and Technology, vol. 83, pp. 78–87, 2017.

[2] A. Ladaci, G. Cheymol, H. Maskrot, C. Destouches, L. Ferry, C. Gonnier, “Measurement of reactor core temperature using multispectral infrared pyrometry in accidental conditions”, EPJ Web of Conferences, 225, 08005, 2020.