Le candidat ou la candidate se verra confier le développement du système de mesures pour l'implémentation de la mesure de champs 3D. Il ou elle devra également développer l'algorithme de reconstruction de ces champs sans artéfact et effectuer sa validation sur un cas expérimental simple.

Selon l'avancement, une caractérisation d'échantillons plus complexes, telles des microbatteries, sera demandée.

The candidate will be responsible for developing the measurement system to implement 3D field measurements. He or she will also have to develop the algorithm for reconstructing these fields without artefacts and validate it on a simple experimental case.

Depending on progress, characterization of more complex samples, such as microbatteries, will be required.

Les micro supercondensateurs [1–4], appelés aussi micro-batteries deviennent de plus en plus convaincants face aux batteries traditionnelles ou en complément de celles-ci pour des applications dans des dispositifs portables. Ce type de stockage de l’énergie a les avantages suivants : charge/décharge très rapides, durée de vie supérieure, et nombre de cycle environ 1000 fois supérieur aux batteries Li-Ion. Les performances de ces systèmes dépendent de la température, et une étude approfondie des propriétés thermiques et de la distribution de la chaleur à la microéchelle est requise pour dégager des pistes d’amélioration et de nouvelles architectures thermiquement optimisées.

Un microscope pour la mesure du champ de température par thermotransmittance a été développé au laboratoire permettant d’obtenir le champ de température à la microéchelle dans des matériaux semi-transparents à l’infrarouge [5]. Ce microscope a déjà démontré son efficacité en 2D et le développement d’une version 3D doit être finalisée. Ce postdoctorat s’inscrit dans la continuité du développement de cet outil expérimental pour la finalisation de l’implémentation de la mesure en 3 dimensions, en vue de la caractérisation thermique de micro-batteries.

Plus spécifiquement, les objectifs de ce poste sont :

• de faire évoluer le banc expérimental pour finaliser les capacités de mesure en 3 dimensions
• de développer un algorithme de reconstruction pour obtenir des champs de température sans artéfacts
• de comprendre le fonctionnement d’une micro-batterie et d’identifier les pertes thermiques
• de valider l’instrumentation sur un échantillon de référence

Le candidat ou la candidate sera accompagné dans ces tâches par deux chercheurs mais il est attendu qu'il ou elle fasse preuve d'une forte autonomie après une phase d'apprentissage des techniques existantes.

Références :

[1] Jia, R. et al. Energy Storage Mater. 27 (2020).

[2] Sun, X. et al. Front. Chem. 9 (2022).

[3] Li, F. et al. Nano Mater. Sci. 3 (2021).

[4] Shen, C. et al. J. Microelectromechanical Syst. 26 (2017).

[5] Bourges, C. et al. arXiv (2022) doi:10.48550/arXiv.2211.00275.

Micro-supercapacitors [1-4], also known as micro-batteries, are becoming more and more convincing when compared with traditional batteries or as a complement to them for applications in portable devices. This type of energy storage has the following advantages: very fast charge/discharge, longer life, and a cycle number around 1000 times greater than Li-Ion batteries. The performance of these systems depends on temperature, and an in-depth study of thermal properties and heat distribution at the microscale is required to identify areas for improvement and new thermally optimized architectures.

A microscope for measuring the temperature field by thermotransmittance has been developed in the laboratory, making it possible to obtain the temperature field at the microscale in materials that are semi-transparent in the infrared [5]. This microscope has already demonstrated its effectiveness in 2D and the development of a 3D version needs to be finalized. This post-doctorate is part of the ongoing development of this experimental tool for the finalization of the implementation of 3D measurement, with the goal to thermally characterize micro-batteries.

More specifically, the objectives of this position are:

• to develop the experimental bench in order to finalize 3-dimensional measurement capabilities
• develop a reconstruction algorithm to obtain artefact-free temperature fields
• to understand how a micro-battery works and to identify heat losses
• Validate the instrumentation on a reference sample. 

The candidate will be supported in these tasks by two researchers, but is expected to demonstrate a high degree of autonomy after a phase of learning on the existing techniques.

 References :

[1] Jia, R. et al. Energy Storage Mater. 27 (2020).

[2] Sun, X. et al. Front. Chem. 9 (2022).

[3] Li, F. et al. Nano Mater. Sci. 3 (2021).

[4] Shen, C. et al. J. Microelectromechanical Syst. 26 (2017).

[5] Bourges, C. et al. arXiv (2022) doi:10.48550/arXiv.2211.00275.

Vous serez accueilli au sein du groupe Imagerie et Caractérisation Thermique de l'I2M, qui possède une forte expertise dans la caractérisation expérimentale du transfert de chaleur (thermo-spectroscopie IR, tomographie, mesures photothermiques et technique du point volant pour citer les principales) avec des méthodes numériques inverses qui ont été utilisées avec succès pour l'imagerie super-résolue et la reconstruction de sources de chaleur 3D embarquées.

L'I2M est un institut de recherche situé sur le campus de l'Université de Bordeaux. Vous travaillerez aux côtés de doctorants et de plusieurs chercheurs permanents ayant une expertise avérée dans le domaine. Le campus est situé à 15 minutes du centre de la ville de Bordeaux, classée au patrimoine mondial de l'UNESCO. Vous serez sous contrat de travail CNRS avec un salaire compétitif et une assurance maladie incluse.

You will be welcomed into the I2M's Imaging and Thermal Characterization group, which has strong expertise in the experimental characterization of heat transfer (IR thermo-spectroscopy, tomography, photothermal measurements and the flying point technique to name the main ones) with inverse numerical methods that have been successfully applied for super-resolved imaging and the reconstruction of embedded 3D heat sources.

I2M is a research institute located on the campus of the University of Bordeaux. You will be working alongside PhD students and several permanent researchers with proven expertise in the field. The campus is located 15 minutes from the center of Bordeaux, a UNESCO World Heritage Site. You will be working under a CNRS contract with a competitive salary and health insurance included.

Utilisation de lasers (une formation sera dispensée)

Use of lasers (training will be given)

Doctorat en physique, ingénierie, optique ou domaines associés. Compétences et connaissances requises : Optique et systèmes optiques, Spectroscopie, Transfert de chaleur. Compétences supplémentaires requises : - Expérience pratique avec des logiciels tels que Matlab et Labview. - Niveau d'anglais commercial requis. - Expérience pratique en laboratoire dans le domaine de l'optique.

Compétences attendues :Le goût pour la recherche expérimentale, un solide bagage en optique, instrumentation, traitement des données sont attendus, ainsi qu'une aisance en travail en équipe. Si vous voulez également développer vos compétences en transferts d’énergie et imagerie, alors rejoignez notre équipe de recherche !

Profile sought: PhD in physics, engineering, optics or related fields.

Skills and knowledge required: Optics and optical systems, Spectroscopy, Heat transfer.

Additional skills required: - Practical experience with software such as Matlab and Labview. - Level of commercial English required. - Practical laboratory experience in the field of optics.

You should have a taste for experimental research, a solid background in optics, instrumentation and data processing, and be comfortable working in a team. If you also want to develop your skills in energy transfer and imaging, then join our research team!