Chaire de professeur junior Nanoparticules harmoniques NANO_MED

Résumé du projet scientifique : Les propriétés optiques des nanocristaux multifonctionnels synthétisés à l’Université Savoie Mont Blanc sont à l’origine des applications en imagerie multimodale développées avec nos différents partenaires. Il existe cependant un verrou scientifique fort portant sur la quantification de ces propriétés. Les méthodes de caractérisation sont en effet bien connues pour les matériaux massifs mais peu de travaux portent spécifiquement sur les nanocristaux. La CPJ NANO_MED s’intéresse donc à développer les outils et protocoles de caractérisation spécifiques à travers le renforcement d’une plateforme dont l’originalité réside dans le couplage de différentes approches, microscopie multiphotonique et technique de diffusion optique. L’objectif est une quantification de la « brillance » des nanocristaux mais plus largement une meilleure compréhension, à cette échelle, des processus de mélanges d’ondes.

Profil scientifique du candidat ou de la candidate recherché : La personne recrutée mènera un projet permettant de lever les verrous scientifiques et technologiques portant sur la caractérisation / optimisation des propriétés optiques des nanomatériaux dans le cadre des applications pour l’imagerie biomédicale. Ces travaux de recherche en photonique seront menés dans un contexte interdisciplinaire en partenariat avec un important réseau de collaboration. La personne recrutée, en raison de sa solide expérience postdoctorale, sera amenée à répondre aux futurs appels à projet nationaux et européens. Lire la suite

Adresse du poste :
Université Savoie Mont-Blanc
74000 Annecy

Contact : Ronan Le Dantec (ronan.le-dantec@univ-smb.fr)

Ingénieur/Chercheur en physique - Développement logiciel de représentation et de traitement de spectre de la LIBS : de Reconnaissance Automatique et de Simulation (CDD 12 mois H/F)

Description : Le projet de recherche L2-R.A.S. associe le C2RMF (Centre de recherche et de conservation des musées de France), le laboratoire SATIE de Cergy Paris université et le LAPA (CEA). La technique LIBS (Laser-induced breakdown spectroscopy) ou spectrométrie d’émission plasma induit par laser a été mise en évidence dès 1962 juste après l’invention du laser par Théodor Maiman. Il s’agit de focaliser un laser sur un matériau afin de créer un plasma thermique pour en recueillir l’émission atomique. Ainsi la composition élémentaire peut en être déduite voire identifier des fragments moléculaires d’origine de matière organique ou de recombinaison. Sa mise en œuvre est simple, et quasi instantanée mais l’analyse du spectre d’émission optique peut s’avérer rapidement complexe, sensible aux éléments traces et sa quantification difficile si le matériau analyser est multi-structuré ou pollué. L’objectif de ce travail de recherche vise, en intégrant les bases de données spectroscopiques existantes (théoriques et expérimentales), à poursuivre trois objectifs encore aujourd’hui mal maîtrisés. Le premier est de trouver des solutions techniques et mathématiques multimodales efficaces pour identifier, quel que soit le matériel de spectroscopie utilisé, les atomes ou fragments de molécules contenus dans le matériau issu de l’émission du plasma allant des éléments majeurs aux éléments traces (ppm environ). Le second sera de déterminer sur la base de cette identification les conditions de température du plasma généré sur la base d’un outil de simulation visant à vérifier les résultats obtenus. Et, enfin, le dernier est de se rapprocher, au travers de méthode d’intelligence artificielle, réseaux de neurones ou méthodes chimio-métriques et spectroscopiques, d’une nouvelle approche de quantification. Le contexte visé doit pouvoir s’appliquer aux matériaux complexes et multi-structurés du patrimoine afin de pouvoir les décrire en deux ou trois dimensions de façon quantitative, tels les matériaux en aluminium du patrimoine aéronautique ou les aciers archéologiques issus des problématiques patrimoniaux. Lire la suite

Adresse du poste :
Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France
14 Quai François Mitterrand
75001 Paris

Contacts : Xueshi Bai (xueshi.bai@culture.gouv.fr), Vincent Detalle (vincent.detalle@cyu.fr) 

Sujet de thèse : Capteur nanophotonique par imagerie holographique sans lentille

Description: Dans cette thèse nous souhaitons développer un système compact d’imagerie sans lentille par interrogation en phase de métasurfaces en vue d’atteindre des limites de détection inférieures à l’état de l’art (l’objectif est de détecter une variation d’indice de réfraction de l’ordre de 10-6). Il s’agira d’explorer différentes configurations d’imagerie sans lentille : une déjà abordée et montée au laboratoire avec un système d’interférence d’Young et une configuration originale pour la nanophotonique qu’est l’holographie en ligne. A notre connaissance, personne ne s’est penchée sur le binôme réponse du transducteur-mesure de la phase. Sur plan conceptuel, cette thèse contribuera à une meilleure compréhension du rôle de la phase en nanophotonique et en particulier dans le domaine des capteurs. En effet actuellement peu de travaux dans le monde proposent en nanophotonique des capteurs compacts basés sur la mesure en phase : la mesure de phase est une approche émergente dans le domaine de la nanophotonique. La réponse du cristal photonique en imagerie holographique sans lentille reste à modéliser et à comprendre en fonction du type de résonance. Le travail expérimental est un point important de la thèse avec comme objectif la validation de la fonction capteur sur des cristaux photoniques avec le système d’imagerie sans lentille choisi lors de la validation théorique. Pour apporter la preuve de concept, il sera nécessaire de fabriquer la matrice de transducteur adaptée au système de mesure qui apportera la sensibilité la plus grande. Une étude expérimentale, avec un système fluidique simple, de la fonction capteur d’une interaction biochimique standard permettra de valider le système cristal photonique/ imagerie sans lentille holographique Lire la suite

Adresse du poste :
INL UMR CNRS 5270
Université Claude Bernard Lyon 1/Ecole Centrale de Lyon
36, avenue Guy de Collongue
69134 ECULLY Cedex

Contacts (CV + lettre de motivation): Lofti Berguiga (lotfi.berguiga@insa-lyon.fr), Magalie Faivre (magalie.faivre@univ-lyon1.fr)

Sujet de thèse : Rétro-conception automatique de maquettes BIM par apprentissage automatique

Description: Le BIM (Building Information Modelling) ou « maquette numérique du bâtiment » est aujourd’hui devenu un standard dans la gestion des informations d’un chantier de démantèlement d’une installation nucléaire. En effet, il permet de concentrer un nombre important de données liées aux procédés implantées (réseaux de procédés, de ventilation, électricité, structures de génie civil…) et permet de réaliser l’inventaire, d’anticiper et suivre les évolutions possibles et évaluer la gestion des déchets.
Cette approche est centrée sur une maquette 3D, généralement réalisée à partir d’un nuage de points obtenus grâce à une opération de lasergrammétrie. La lasergrammétrie est une technique de télédétection basée sur la technologie LiDAR (Light Detection and Ranging), qui permet de mesurer avec précision la distance entre un objet et un capteur en utilisant des impulsions laser. Les données collectées sont ensuite traitées et utilisées pour générer un nuage de points 3D qui représente la géométrie de la cible. Les scanners d’aujourd’hui sont aussi équipés d’une caméra panoramique qui permet de capturer pour chaque station une photo à 360°.
A partir de ce nuage de points, une maquette 3D est, en règle générale, reconstruite pour représenter les équipements présents de manière unitaire en objets solides. On peut ensuite attribuer à ces objets des métadonnées et des propriétés (référence, description, matériau, masse, famille à laquelle il appartient…). Lire la suite

Adresse du poste :
CEA de Marcoules
30200 Chusclan
/ IMT Mines Alès

Contacts: Stefan Janaqi (Stefan.janaqi@mines-ales.fr), Baptiste Maginer (Baptiste.magnier@mines-ales.fr)

Doctoral position on image reconstruction for ultrasound modulated optical tomography (3 years)
Starting: september 2024

Description: Local optical properties of a biological tissue can provide useful information to improve medical diagnosis. However, non-invasive optical imaging deep inside the tissue remains a challenge, because of strong light scattering. The use of the acousto-optic effect between the light and the ultrasound (US) was proposed as a solution to achieve high-resolution images of optical contrast deep inside the tissue: US modulated optical tomography (UOT). So far, UOT was developed on experimental optical bench with focus US, requiring several minutes for data acquisition. The challenge for a clinical use of UOT is the acceleration of the data acquisition by one order of magnitude without degradation of the signal-to-noise ratio. Read more

Work location:
Multimodal Biomedical Imaging Laboratory (BioMaps)
University of Paris-Saclay / French Atomic Energy Commission (CEA) / CNRS / INSERM
Orsay, France

Application procedure (CV and cover letter): Claude Comtat (claude.comtat@universite-paris-saclay.fr) and François Ramaz (francois.ramaz@espci.fr)

2-year Post-doctoral fellowhip

Description: The ITF-funded project: Towards an Intelligent Eyeglass with Autocorrection, hosted by The Hong Kong Kong Polytechnic University (QS ranking: 65th), is inviting applications for a 2-year postdoctoral contract to develop smart adaptive eyeglasses combining a wearable optics visual analyzer and adaptive corrective focus. The smart adaptive eyeglass aims to capture the natural accommodative dynamics in real-world environments and provide in-depth adaptive optics adjustment for visual training and correction of accommodative deficiencies in presbyopic and low-vision populations.
The candidate will join an international team of experts in the field of Optics (Dr. Alexander Goncharov, Dr Charles-Edouard Leroux, Dr Elie De Lestrange-Anginieur), Visual Science (Dr Elie De Lestrange- Anginieur, Prof. Allen Cheong, Prof George Woo), and Electronics (Prof Eric Cheng) including:
• The School of Optometry (Home | School of Optometry (polyu.edu.hk) and the Department of Electrical and Electronic Engineering Home | Department of Electrical and Electronic Engineering (polyu.edu.hk) at the Hong Kong Polytechnic University,
• the MIPA laboratory Laboratoire MIPA – Mathématiques, Informatique, Physique et Applications (unimes.fr) at the University of Nimes and,
• the Applied Optics group Applied Optics group Applied Optics - University of Galway (nuigalway.ie) at the University of Galway.
As a member of the ITF-project, the postdoctoral candidate will be primarily based in Hong Kong. He/She will work at the School of Optometry – an international research center recognized for its high impact research on refractive anomalies and age-related ocular diseases. The appointee is expected to develop the optomechanical design of the corrective lens system.
The development will involve designing, building, and testing the optics and mechanical housing of the adaptive lens, and contributing to its optomechanical integration into the adaptive optics visual analyzer. Read more

Work location:
Hong Kong Polytechnic University
11 Yuk Choi Road
Hung Hom, Kowloon
Hong Kong

Applicatipn procedure (resume): Elie De Lestrange-Anginieur (elie.delestrangeanginieur@polyu.edu.hk)

Functionnal and multimodal quantitative phase imaging

Description: Quantitative phase imaging (QPI) becomes more and more popular in biomedical imaging, especially in optical microscopy. Unlike other methods relying on fluorescence of contrast agents, incorporated into the sample, QPI extracts phase and amplitude directly from the optical field transmitted or reflected by the object, rendering sample labeling optional. Within the IMTIS (Multimodal Imaging, Information and Signal Processing) team at IRIMAS (Institut de Recherche en Informatique, Mathématiques, Automatique et Signal), we have been developing, for about 15 years now, a generalization of QPI called Tomographic Diffractive Microscopy (TDM). By varying the object's illumination conditions, it is possible to obtain a 3D reconstruction of its complex refractive index (in absorption and refraction), with improved resolution compared to conventionnal QPI approaches.
These methods offer an interesting alternative to flurorescence microscopy, but suffer from a lack of chemical selectivity in the reconstructed information. Indeed, very different structures may have a similar refractive index. The aim of this innovative PhD proposal is to develop new approaches, in order to restore selectivity to tomographic images. Read more

Work location:
IRIMAS - IMTIS
61, rue Albert Camus
68093 MULHOUSE

Contacts: Nicolas Verrier (NICOLAS.VERRIER@UHA.FR), Olivier Haerberle (OLIVIER.HAEBERLE@UHA.FR)

Novel laser sources and real-time detection for in-vivo acousto-optic imaging
Starting september/october 2024

Description: Imaging biological tissue with light is a great challenge for the detection of objects (e. g. tumors) at large depth (>cm), since multiple scattering processes prevent from a conventional imaging. The combination of ultrasound (US) and light within the medium allows to retrieve an optical information guided by the ultrasound beam, ballistic at medical application frequencies, e.g. 6MHz. Such a strategy is called Acousto-Optic Imaging (AOI), also called Ultrasound Optical Tomography (UOT), it is based on the acousto-optic effect (AO). Such an imaging is developed by many teams worldwide, in the scope to develop a bi-modal system for Medicine and Biology, in combining complementary contrast with ultrasound (e.g. conventional B-Mode imaging) and light. Many architectures have been studied up to now, but technological bottlenecks remain in order to go beyond a proof of principle. This is due to the weakness of the acousto-optic signal, itself superimposed on a strong speckle background. Among the various techniques developed at Institut Langevin, digital holography is a promising configuration for the detection, using a CMOS camera with a large number of pixels, while data treatment is optimzed with a GPU acquisition scheme. Original US-excitations are used in order to optimize the number of photons tagged by the US. Such a point will be developed by the candidate with a new fully-programmable US-system. Read more

Work location:
The work will be shared between the Institut Langevin (Paris) and the Laboratoire Charles Fabry (Palaiseau)

Contact: François Ramaz (francois.ramaz@espci.fr)