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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-21-0860

DOMAINE DE RECHERCHE
Neutronique / Physique corpusculaire et cosmos
INTITULÉ DU SUJET Français English

Technologies d’imagerie modernes pour la neutronographie

RÉSUMÉ DU SUJET

La neutronographie, ou radiographie neutronique, consiste à réaliser une image 2D d’un objet traversé par un flux de neutrons en mesurant les différences d’absorption et de diffusion de ces particules lors de la traversée des matériaux. C’est un contrôle non-destructif et ces images possèdent des caractéristiques extrêmement intéressantes, très différentes de celles obtenus par radiographie X. En effet, les neutrons, essentiellement sensibles à l’interaction nucléaire, sont affectés par les éléments chimiques légers (hydrogène), présents notamment dans les matières organiques, alors que les éléments plus lourds, comme les métaux, leur sont transparents. Ainsi la neutronographie trouve-t-elle des applications uniques en science des matériaux, en ingénierie, en archéologie ou dans l’étude d’œuvres d’art.

Jusqu’à présent, les neutrons étaient produits par des réacteurs nucléaires de recherche, mais ces installations, anciennes, sont en fin de vie, tel le réacteur Orphée, à Saclay, qui a fermé en 2019. De sources alternatives sont en cours de développement, basées sur les neutrons émis lors de réactions nucléaires produites par un faisceau de particules (par exemple des protons) accélérées, comme le projet SONATE. Ces nouvelles installations sont moins chères et plus souples que les réacteurs nucléaires, mais fournissent des flux de neutrons moins élevés. Pour éviter des temps de mesures trop longs, il est nécessaire d’employer des technologies d’imagerie plus sensibles que les films argentiques traditionnels. L’objectif de cette thèse et de qualifier différentes technologies modernes d’imagerie et de les optimiser pour la neutronographie industrielle. Différentes technologies de détecteurs sont possibles : détecteurs basée sur des galettes à micro-canaux, ou détecteurs basées sur des films scintillants couplés à des caméras CCD. L’analyse des signaux issus de ces détecteurs peut également être optimisée, et on pourra étudier le mode « événement par événement » pour améliorer la sélectivité et la résolution des images. Enfin ou pourra également employer un post-traitement de l’image, basé sur des algorithmes de réduction de bruit et de super-résolution, qui pourront faire appel à des méthodes avancées de machine learning pour la reconstruction d’image, permettant potentiellement un gain de qualité de reconstruction ainsi qu’une analyse rapide.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Master 2, Ecole d'ingénieur

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service de Physique Nucléaire
Laboratoire études du noyau atomique (LENA)
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2021
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Frédéric OTT  

CEA
DRF/IRAMIS/LLB/NFMQ
Laboratoire Léon Brillouin CEA/CNRS
CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette

Téléphone : +33 1 69 08 61 21

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
PHENIICS
DIRECTEUR DE THÈSE

Antoine DROUART

CEA
DSM/IRFU/DPhN/LENA
CEA/Saclay