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
2026-41713
Description du poste
Domaine
Instrumentation, métrologie et contrôle
Contrat
Post-doctorat
Intitulé de l'offre
Instrumentation et reconstruction 3D pour le diagnostic magnétique quantique des batteries Li-ion H/F
Sujet de stage
Rejoignez le projet OPTIMAQ au CEA-LETI de Grenoble pour repousser les limites du diagnostic batterie. Aujourd'hui, jusqu'à la moitié des cellules Li-ion produites sont mises au rebut lors de l'étape critique de formation, faute de moyens pour voir ce qui se passe à l'intérieur de la cellule en temps réel. Ce post-doctorat de 24 mois vous propose de relever ce défi en associant deux mondes : l'instrumentation de pointe, avec l'intégration d'un magnétomètre quantique à pompage optique hélium 4 capable de détecter les champs magnétiques les plus infimes, et l'intelligence artificielle informée par la physique, à travers le développement d'algorithmes RBF-FD/PINN pour reconstruire en 3D la distribution du courant interne à partir de ces mesures. De la paillasse à l'algorithme, vous piloterez toute la chaîne, en forte collaboration avec le LETI et le LITEN, avec à la clé des publications, des brevets, et une contribution concrète à la souveraineté de la filière batterie européenne.
Durée du contrat (en mois)
24
Description de l'offre
Le projet OPTIMAQ vise à réduire le taux de rebut de la formation des cellules Li-ion — jusqu'à 50 % aujourd'hui, objectif 5 % — grâce à un système non invasif de mesure magnétique quantique. Ce post-doctorat couvre les volets expérimental (montage du banc de mesure : magnétomètre à pompage optique hélium 4, blindage, translation de la cellule) et logiciel (reconstruction 3D de la densité de courant par RBF-FD/PINN informée par la physique) pour détecter des défauts dès la formation.
Hébergé au CEA-LETI à Grenoble (LSSC), en forte transversalité avec L2EP/LAIC (instrumentation, magnétométrie quantique) du LETI et LAPS/LMPS (électrochimie Li-ion, modélisation) du CEA-LITEN, ce poste s'inscrit dans un projet de 24 mois visant un TRL 3, avec perspective de publications et de brevets.
Contexte et enjeux
La formation — premier cyclage contrôlé d'une cellule (~20 h pour 20 min de fabrication) — conditionne la couche de passivation (SEI), la stabilité et la sécurité de la cellule. Le taux de rebut reste élevé et coûteux, un enjeu accru par les difficultés financières récentes de la filière (faillite de Northvolt). Les pratiques actuelles reposent sur des contrôles invasifs post-production, sans visibilité directe sur la distribution interne du courant. La magnétométrie quantique offre une sensibilité supérieure aux capteurs AMR/fluxgate classiques, mais deux verrous subsistent : intégrer ce capteur dans un banc robuste aux perturbations, et inverser les champs mesurés en une carte 3D de courant à un coût de calcul compatible avec la ligne de production.
Objectifs scientifiques
- Banc expérimental : intégration du magnétomètre He4, du blindage magnétique et du système de translation de la cellule pouch ; caractérisation du bruit et des perturbations.
- Reconstruction 3D : adaptation des approches RBF-FD/PINN, déjà développées au LSSC pour l'estimation rapide de source, à la géométrie réelle de la cellule et aux lois de conservation.
- Validation croisée : pré-entraînement sur données FEM puis affinage et détection de défauts sur mesures réelles, vers un suivi quasi temps réel.
Méthodologie
Le/la post-doctorant(e) interviendra sur l'ensemble de la chaîne :
- Instrumentation du magnétomètre He4, intégration dans le blindage et le système de translation (avec L2EP/LAIC).
- Inversion physique : RBF-FD/PINN combinant écart mesuré/prédit, conservation et régularisation.
- Entraînement/affinage : pré-entraînement FEM (LMPS), affinage sur mesures réelles de cyclage (L2EP/LAPS).
Impact et perspectives
Publications (Journal of Power Sources, etc.) et dépôt de brevets sur la reconstruction hybride appliquée au diagnostic batterie. Perspectives : généralisation à d'autres pathologies, classification, fermeture de boucle sur le profil de cyclage — contribuant à la souveraineté industrielle de la filière batterie européenne.
Contacts : Sylvain LEIRENS – sylvain.leirens@cea.fr, Romain FRANCHI — romain.franchi@cea.fr
Moyens / Méthodes / Logiciels
Python / PyTorch
Profil du candidat
Profil recherché :
Doctorat en physique, mathématiques appliquées, traitement du signal ou instrumentation, avec une double sensibilité expérimentale (mise en œuvre de capteurs, mesures) et algorithmique (problèmes inverses, machine learning informé par la physique — PINN, Neural Operators). Une familiarité avec la magnétométrie ou l'électrochimie des batteries est un plus.
Compétences clés :
Instrumentation et traitement du signal (mise en œuvre de capteurs, réduction de bruit).
Python / PyTorch, calcul GPU.
Excellente rédaction scientifique et travail en consortium pluridisciplinaire LETI-LITEN.
Localisation du poste
Site
Grenoble
Localisation du poste
France, Auvergne-Rhône-Alpes, Isère (38)
Ville
Grenoble
Critères candidat
Langues
- Français (Courant)
- Anglais (Intermédiaire)
Demandeur
Disponibilité du poste
04/01/2027