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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-21-0316

DOMAINE DE RECHERCHE
Instrumentation / Sciences pour l’ingénieur
INTITULÉ DU SUJET Français English

Deep Learning et spectroscopie gamma : une nouvelle approche de traitement du signal pour l’analyse de données de détecteurs CdTe

RÉSUMÉ DU SUJET

Cette thèse à l’interface entre l’instrumentation nucléaire et les mathématiques appliquées consiste à développer et mettre en œuvre des méthodes avancées de traitement de données spectrales issues de détecteurs CdTe Caliste pour des photons de hautes énergies. Ces capteurs issues de la recherche fondamentale en astrophysique spatiale, sont la brique de base de la gamma caméra Spid-X née de développements technologiques communs entre le CEA et l’entreprise 3D PLUS. Elle vise à caractériser des environnements radiatifs dans le cadre de la surveillance nucléaire, pour la sûreté d’exploitation nucléaire ou d’installations de recherche, ou encore pour le démantèlement d’installations.

Les méthodes étudiées feront appel à des outils de Deep Learning avec pour objectif d’analyser des spectres gamma acquis dans un environnement complexe induisant des déformations spectrales, potentiellement difficile à interpréter avec des algorithmes classiques.

Pour cela, le doctorant mènera les axes d’études suivants :

• L’identification de radioéléments et la mesure de leur proportion dans le signal avec un ou plusieurs matériaux absorbeurs et diffuseurs entre les sources et le détecteur (méthodes : simulations Monte-Carlo Geant4, réseaux de neurones bayésiens, apprentissage robuste à la confiance et expérimentation).

• La détermination de la nature du matériau traversé et de l’épaisseur traversée (méthodes : simulations Monte-Carlo Geant4, réseaux de neurones adversariaux (GANs), auto-encodeur, expérimentation).

• L’application aux méthodes d’imagerie à masque codé. Selon les résultats obtenus aux deux axes précédents et l’espace de découverte qui en découle, les méthodes pourront être reprises sur la thématique des masques codés pour l’imagerie gamma.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Ecole Ingénieur / Master II Deep learning ou mathématiques appliqués

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Direction d’Astrophysique
Laboratoire des spectro-Imageurs spatiaux
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2021
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Olivier LIMOUSIN  

CEA
DRF/IRFU/DAP/LSIS
Orme des Merisiers - bâtiment 709
CEA Saclay

Téléphone : +33 1 64 50 15 03

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Diderot (Paris 7)
Astronomie et Astrophysique d’Île de France
DIRECTEUR DE THÈSE

Olivier LIMOUSIN

CEA
DRF/IRFU/DAP/LSIS
Orme des Merisiers - bâtiment 709
CEA Saclay