Risoty Méthodes Inverses pour la Spectro-Imagerie X et Gamma H/F - CEA

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 coeur 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 curiositéAu cours des 20 dernières années, les équipes du département d'astrophysique du CEA (AIM), du département d'électronique, de détecteurs et d'informatique pour la physique du CEA et de la société 3D PLUS (Buc, Ile de France) ont travaillé ensemble pour repousser les limites de performance des spectromètres imageurs CdTe dans les rayons X et gamma au plus haut niveau international. La dernière version qualifiée pour l'espace, Caliste-SO, a été spécifiquement conçue pour l'instrument STIX à bord de la mission spatiale Solar Orbiter de l'ESA actuellement en opération. Parallèlement, le CEA et 3D PLUS ont créé un laboratoire commun, ALB3DO dont la mission est de transférer la technologie Caliste au secteur nucléaire. Le premier démonstrateur préindustriel d'un tout nouveau système de gamma-caméra portable performant, Spid-X, est disponible.
Les projets STIX (spectro-imageur de Fourier) et Spid-X (spectro-imageur à masque codé) reposent tous deux sur la même technologie de détecteur et les mêmes principes physiques de base et impliquent des techniques de traitement des données présentant des défis similaires. Le projet RISOTY (https://dim-origines.fr/spip.php?rubrique65) est un projet de recherche postdoctoral de 2 ans qui vise à développer des méthodes de reconstruction en imagerie hyper-spectrale pour STIX et Spid-X, en les plaçant à la frontière des deux domaines scientifiques : la spectro-imagerie des éruptions solaires intenses et la spectro-imagerie de sources gamma dans le domaine nucléaire. Le défi central est le même pour STIX et Spid-X : reconstruire une "image" à partir d'une observable qui est liée à un processus physique spécifique et qui est altérée par le système de l'instrument. RISOTY est structuré autour de trois axes de travail principaux :
· La formulation directe du problème de la reconstruction de l'imagerie hyper-spectrale de STIX et Spid-X : prédire l'observable mesurée par le système de détection à partir des cartes hyper-spectrales des sources (carte des électrons énergétiques dans le cas de STIX, et carte des débits de dose/radioisotopes dans le cas de Spid-X).
· La reconstruction de l'imagerie hyper-spectrale X et gamma, problème inverse : prédire les cartes hyper-spectrales des sources à partir de l'observable mesurée par le système de détection. La méthode d'inversion de Tikhonov ayant fait ses preuves pour la reconstruction de STIX, elle constituera une base solide pour cette étude. Cependant, en raison de la très grande dimensionnalité impliquée à la fois dans STIX et Spid-X cette méthode est très coûteuse sur le plan informatique. Des méthodes d'IA seront donc étudiées afin d'accélérer le calcul de cette inversion.
· L'évaluation et validation des méthodes de reconstruction.

Les travaux issus du postdoctorat seront présentés lors de deux conférences internationales et seront publiés dans des revues à comité de lecture.

Le candidat ou la candidate est titulaire d'un doctorat en mathématiques appliquées ou en physique avec une forte composante de traitement du signal comprenant l'utilisation de méthodes d'optimisation, méthodes inverses et/ou IA.
Il (ou elle) est intéressé(e) par des applications directes au domaine de l'instrumentation scientifique.
Le poste est ouvert à des profils directement en sortie de thèse de doctorat.
La maîtrise de Python est attendue ainsi qu'idéalement, des bibliothèques principales en Deep Learning (Tensorflow, PyTorch ou JAX).
La maîtrise d'IDL et C++ sont des atouts non exigés.
Une expérience d'application de méthodes d'optimisation dans les domaines de la physique solaire en rayon X ou dans le domaine de la spectrométrie gamma sont des atouts certains.
Esprit d'équipe, bon relationnel, maîtrise de l'anglais (oral et écrit) sont indispensables.