Domaine Scientifique

STAGE Réf. : LSS_01

L’imagerie par neutrons offre une opportunité unique d’étudier des matériaux d’intérêt technologique et biologique en tant que modalité complémentaire à d’autres techniques. L’intérêt croissant pour l’imagerie par neutrons repose sur leur forte capacité de pénétration dans les matériaux métalliques, leur sensibilité aux éléments légers, ainsi que sur la possibilité de manipuler le contraste via la substitution isotopique. Parmi les approches d’imagerie, l’imagerie par contraste de phase basée sur la propagation a récemment montré une extension prometteuse de l’imagerie conventionnelle par absorption-transmission. Cette méthode, bien établie avec le rayonnement synchrotron X, repose sur un faisceau (partiellement) cohérent et des conditions expérimentales soigneusement contrôlées permettant de convertir les variations de phase du front d’onde incident en mesures quantitatives.

Dans ce projet, l’accent sera mis sur le développement et l’application de l’imagerie neutronique par contraste de phase basée sur la propagation. Une attention particulière sera portée à l’exploitation d’une source intense de neutrons froids à large spectre, qui offre un flux intégral plus élevé que le rayonnement monochromatique et ouvre ainsi la voie à de potentielles investigations in situ des processus matériaux. Les effets de phase, résultant des variations spatiales de l’indice de réfraction de l’échantillon, améliorent la définition des contours en régime de champ proche et augmentent la visibilité des structures faiblement atténuantes. Ces capacités sont particulièrement précieuses pour l’étude non destructive de matériaux complexes, lorsque le contraste d’absorption seul est insuffisant, ainsi que pour améliorer la résolution et la détection de structures fines. Ce travail posera également les bases de la mise en œuvre pratique de la tomographie par contraste de phase à haute résolution, permettant une caractérisation 3D basée sur l’imagerie par neutrons froids.

Activités du stagiaire

Ce travail portera sur :

1. La conception expérimentale et la mise en œuvre de l’imagerie par neutrons sous différents rapports de collimation, afin d’étudier l’effet de ces variations sur le contraste des images.
2. L’analyse quantitative du compromis entre le contraste de phase optimisé et le temps d’intégration, avec un accent particulier sur les matériaux faiblement absorbants.
3. Développement et mise en œuvre de méthodes de restitution de phase, permettant la reconstruction de cartes de phase projetées à partir de mesures basées sur la propagation.
4. Préparation aux applications tomographiques, visant à étendre l’imagerie en contraste de phase 2D vers une caractérisation tridimensionnelle complète.

Niveau d’études souhaité

BAC+4, +5 en Physique, Science des materiaux

Connaissances linguistiques

Le caractère international de notre centre de recherche nous amène à accorder une attention particulière aux candidatures provenant également d'autres pays que la France. Vous devez être capable de communiquer en anglais ou en français.

Observations

Contrat de stage conventionné de 5 mois maximum.

Merci d’envoyer votre candidature directement au tuteur du stage :

Bratislav Lukic,

email : lukicb@ill.fr

STAGE Réf. : LSS_02

L’imagerie par neutrons froids à haute résolution, et en particulier la tomographie 3D, constitue une technique d’analyse puissante offrant des informations uniques sur la structure et les interactions des matériaux, en complément des techniques d’imagerie plus répandues basées sur les photons ou les électrons. Cependant, la qualité des images est souvent limitée par un bruit complexe provenant de diverses sources tout au long de la chaîne de détection. Ces sources de bruit sont liées notamment au flux plus faible des neutrons, à la taille limitée de la source, aux performances des détecteurs d’imagerie, ainsi qu’à une diffusion de fond importante. La réduction du bruit est essentielle pour améliorer la résolution, permettre une analyse quantitative fiable et réduire le temps actuellement nécessaire à l’acquisition des mesures.

Les méthodes traditionnelles de réduction du bruit, bien que souvent efficaces, peuvent également atténuer des détails structuraux importants, ajoutant du flou à des données déjà peu contrastées. Avec l’émergence des réseaux de neurones convolutifs (CNN), une réduction du bruit plus performante est désormais possible. Un intérêt particulier a été porté sur l’apprentissage direct des caractéristiques du bruit à partir des données, notamment à travers le cadre Noise2Noise (et ses dérivés). Les modèles N2N sont entraînés à partir de paires d’images bruitées, sans nécessité de disposer de données propres — une approche particulièrement bien adaptée à l’imagerie neutronique, où les références « propres » sont souvent difficiles ou coûteuses à obtenir. Toutefois, les CNN peuvent également introduire des artefacts erronés s’ils ne sont pas correctement utilisés et validés dans les limites physiques de la formation des images.

L’objectif de ce stage de recherche est de développer et d’implémenter des modèles avancés de réduction de bruit par CNN, spécifiquement adaptés à l’imagerie neutronique haute résolution, en s’appuyant sur la stratégie d’apprentissage Noise2Noise (et ses variantes).

Activités du stagiaire

Les objectifs de ce projet de recherche sont les suivants :

Implémenter et adapter la méthode Noise2Noise à des jeux de données de radiographie neutronique haute résolution, en développant idéalement des stratégies de contraintes informées par la physique.

Évaluer les performances du débruitage par réseaux de neurones convolutifs (CNN) en les comparant aux approches conventionnelles de traitement d’image, avec une attention particulière portée à la préservation des contours de contraste et des (micro)structures.

Niveau d’études souhaité

BAC+4, +5 en Physique, Ingenieurie informatique, Traitement de signal, Ingénieurie electrique

Connaissances linguistiques

Le caractère international de notre centre de recherche nous amène à accorder une attention particulière aux candidatures provenant également d'autres pays que la France. Vous devez être capable de communiquer en anglais ou en français.

Observations

Contrat de stage conventionné de 5 mois maximum.

Merci d’envoyer votre candidature directement au tuteur du stage :

Bratislav Lukic,

email :

lukicb@ill.fr

STAGE Réf. : NPP_01

PF1B est une ligne de neutrons froids opérée par l’ILL et qui accueille régulièrement des expériences de physique nucléaire ou de physique des particules. L’une d’elles, BRAND, entre à présent dans sa seconde phase avec une prise de données planifiée au début de l’année 2026, avec pour objectif la recherche de possibles interactions scalaires ou tensorielles au-delà du Modèle Standard. BRAND-2 vise à obtenir une première valeur pour 11 coefficients de corrélation qui interviennent dans la décroissance β du neutron libre, et ce avec une précision de l’ordre de ± 0.02. Cinq de ces coefficients, tous liés à la polarisation transversale de l’électron, i.e. H, L, S, U, V, n’ont jamais été mesurés auparavant.

Activités du stagiaire

Le/La stagiaire sera intégré au sein de l’équipe PF1B, ainsi qu’à l’équipe d’utilisateurs venant de l’Université Jagellonne de Cracovie, en Pologne, durant la campagne de mesures pour BRAND-2. Les différentes activités prévues pourront être adaptées selon les intérêts du/de la stagiaire :

• Première mesure préliminaire de polarisation du faisceau de neutrons froids de PF1B. Ceci inclut l’installation du setup de mesures de polarisation, la prise de mesures et l’analyse de données réalisée en Python ou en C, aboutissant sur l’extraction d’une première valeur de polarisation essentielle pour assurer la fiabilité des mesures du premier cycle du réacteur avec BRAND-2.
• Participation à la prise de données avec BRAND-2 à PF1B, ainsi qu’à la prise de données de la mesure finale de polarisation du faisceau de neutrons froids, couvrant une période de temps totale d’un cycle et demi du réacteur.
• Estimation et caractérisation du bruit de fond γ et neutron à proximité directe de la chambre à vide et du système de détection de l’expérience. Ceci inclut l’installation de scintillateurs et de détecteurs neutrons, la prise de mesures et l’analyse de données réalisée en Python ou en C, aboutissant à une estimation du bruit de fond dans chacun des deux secteurs de détection et à un potentiel dimensionnement de protection radiologique.
• Caractérisation de l’uniformité du champ magnétique de guidage pour les neutrons polarisés généré à partir d’un jeu de bobines rectangulaires placées à l’extérieur de l’expérience. Ceci inclut la connaissance et manipulation du système de bobines, l’installation de magnétomètres trois axes FLC3-70 utiles à la caractérisation du champ magnétique généré, la prise de données et l’analyse de données sur Python ou C, aboutis-sant à plusieurs cartes de champ caractérisant l’uniformité du champ de guidage ainsi que les potentiels champs parasites, donnant lieu à une potentielle amélioration des bobines.

Une certaine maîtrise de Python, C, ou tout autre langage de programmation équivalent, ainsi que des connaissances de base en électromagnétisme, interaction rayonnement-matière, détection de particules… est attendue. La date de début de stage est idéalement située dans la période de février/mars/avril 2026.

Niveau d’études souhaité

BAC3, +4, +5 en Physiques, Ingénieurie

Connaissances linguistiques

Le caractère international de notre centre de recherche nous amène à accorder une attention particulière aux candidatures provenant également d'autres pays que la France. Vous devez être capable de communiquer en anglais ou en français.

Observations

Contrat de stage conventionné de 6 mois maximum.

Merci d’envoyer votre candidature directement au tuteur du stage :

Clement Desalme, email : Desalme@ill.fr

STAGE Réf. : LSS_03

Afin de faciliter la planification et l’analyse des données, un logiciel scientifique nommé Pepsi est actuellement disponible en ligne de commande, ainsi que via une interface web ancienne, accessible à l’adresse pepsi.app.ill.fr

Activités du stagiaire

Nous recherchons un(e) étudiant(e) motivé(e) pour :

1. Développer une interface web moderne permettant de piloter l’application en ligne de commande.

2. Concevoir un client lourd offrant une interface comparable et compatible Linux.

L’objectif est de rendre l’application plus accessible et ergonomique, aussi bien via un navigateur qu’au sein de notre infrastructure d’analyse.

Niveau d’études souhaité

BAC+5 en Informatique

Connaissances linguistiques

Le caractère international de notre centre de recherche nous amène à accorder une attention particulière aux candidatures provenant également d'autres pays que la France. Vous devez être capable de communiquer en anglais ou en français.

Observations

Contrat de stage conventionné de 5 mois maximum.

Merci d’envoyer votre candidature directement au tuteur du stage :

Anne Martel,

email : martel@ill.fr

STAGE Réf. : NPP_02

SuperSUN est une source de neutrons ultra-froids. Elle utilise le transfert de phonon entre l'helium superfluide et le faisceau de neutrons froids afin que ces derniers soient transformés en neutrons ultrafroids. Le phénomène inverse (où le médium apporte de l'énergie aux neutrons ultrafroids) est atténué par la température de l'hélium superfluide. C'est cette dépendance que l'on souhaite caractériser par des mesures directes et des simulations.

Activités du stagiaire

Les activités associées au stage sont:

1. installation du système de mesure de neutron ultra-froids
2. prise de donnée experimentales
3. analyse de données
4. simulation FEM et Monte-Carlo

Niveau d’études souhaité

BAC+3, +4, +5 en physique, ingenieur

Connaissances linguistiques

Le caractère international de notre centre de recherche nous amène à accorder une attention particulière aux candidatures provenant également d'autres pays que la France. Vous devez être capable de communiquer en anglais ou en français.

Observations

Contrat de stage conventionné de 6 mois maximum.

Merci d’envoyer votre candidature directement au tuteur du stage :

Estelle Chanel,

email : chanel@ill.fr

STAGE Réf. : DIFF_02

Contexte et objectifs

Un système de changeur d’échantillons a été développé sur l’instrument D4 afin de permettre l’échange automatique de jusqu’à huit échantillons différents lors d’expériences de diffraction de neutrons effectuées sous vide et à température ambiante.

Le dispositif fonctionne grâce à deux moteurs indépendants : l’un contrôle la rotation du tambour contenant les échantillons et l’autre le mouvement du bras pousseur qui place chaque échantillon au centre du faisceau.

Les premiers tests réalisés ont donné des résultats prometteurs, bien que certaines difficultés mécaniques aient été rencontrées lors du positionnement précis des échantillons au centre du faisceau.

L’objectif de ce stage est de finaliser les développements mécaniques et de contrôle nécessaires pour obtenir un fonctionnement fiable et sûr du système.

Résultats attendus

Le stage devrait aboutir à un changeur d’échantillons entièrement fonctionnel et validé, prêt à être utilisé de manière régulière pour des expériences de diffraction de neutrons à température ambiante sur D4.

Le/la stagiaire acquerra une expérience pratique en contrôle de mouvement, systèmes sous vide, intégration instrumentale et méthodes expérimentales en diffusion des neutrons.

Activités du stagiaire

Le/la stagiaire participera aux tâches suivantes :

• Assemblage mécanique des moteurs et validation de leur fonctionnement sous vide.

• Mise en place d’un système de capteurs permettant de vérifier en continu la position des échantillons.

• Calibration des codeurs pour la rotation du tambour et la position du bras pousseur.

• Intégration et tests du système de contrôle, en s’assurant du pilotage fiable et sécurisé des moteurs.

Dans un premier temps, les tests seront effectués hors faisceau de neutrons. Une fois ces essais validés, et en fonction de la disponibilité du temps de faisceau sur D4, des tests sous neutrons seront réalisés.

Niveau d’études souhaité

BAC+3, +4 en physique, ingenieur

Connaissances linguistiques

Le caractère international de notre centre de recherche nous amène à accorder une attention particulière aux candidatures provenant également d'autres pays que la France. Vous devez être capable de communiquer en anglais ou en français.

Observations

Contrat de stage conventionné de 3 mois maximum.

Merci d’envoyer votre candidature directement au tuteur du stage :

Gabriel Julio Cuello,

email :

cuello@ill.fr

STAGE Réf. : DIFF_03

Le traitement des données issues des expériences de diffusion totale sur l’instrument D4 est actuellement réalisé à l’aide de routines basées sur des scripts Python, utilisables directement ou sous forme de notebooks Jupyter.

Pour cela, un module Python dédié a été développé : ToScaNA (Total Scattering Neutron Analysis). Ce module lit les données brutes générées par le système d’acquisition, produit les diffractogrammes, les facteurs de structure et, finalement, les fonctions de corrélation atomique (PDF).

Les données brutes sont enregistrées au format NeXus (sous-format de type HDF5), mais certaines informations sont actuellement manquantes ou incohérentes par rapport à l’ancien format ASCII utilisé auparavant.

L’objectif de ce stage est de consolider et d’uniformiser la structure des fichiers de données, tout en développant les outils nécessaires pour leur lecture, leur traitement et leur visualisation.

Le/la stagiaire acquerra une expérience concrète en traitement de données expérimentales, en programmation scientifique Python (numpy, h5py, matplotlib, tkinter/Qt) et en analyse structurale par diffraction et diffusion totale.

Activités du stagiaire

• Identifier les informations expérimentales qui doivent être enregistrées dans les fichiers de données brutes.
• Comparer le contenu des formats NeXus et ASCII, afin de repérer les incohérences et les données manquantes.
• Proposer une structure standardisée du format NeXus adaptée à l’instrument D4.
• Développer des routines Python pour la lecture des fichiers NeXus, la génération automatique des diffractogrammes et l’extraction des informations expérimentales à partir d’un ensemble de fichiers bruts.
• Créer une interface graphique simple (GUI) permettant la visualisation de variables expérimentales en fonction des runs et la génération interactive des diffractogrammes.

Niveau d’études souhaité

BAC3, +4, +5 en Physique, Chimie, Informatique

Connaissances linguistiques

Le caractère international de notre centre de recherche nous amène à accorder une attention particulière aux candidatures provenant également d'autres pays que la France. Vous devez être capable de communiquer en anglais ou en français.

Observations

Contrat de stage conventionné de 3 mois maximum.

Merci d’envoyer votre candidature directement au tuteur du stage :

Gabriel Julio Cuello,

email : cuello@ill.fr

STAGE Réf. : DIFF_04

Présentation du projet

Nous recherchons un(e) technicien(ne) ou ingénieur(e) qualifié(e) pour participer à la mise en place, la configuration et la mise en service d’un système de chauffage par induction destiné à des expériences in situ de contrainte résiduelle à haute température sur l’instrument SALSA.

L’objectif du projet est de fournir aux utilisateurs de SALSA une installation de chauffage fiable et flexible, permettant l’étude des contraintes résiduelles à température élevée sous atmosphère protectrice d’argon (Ar). Le système sera utilisé pour des mesures de diffraction et devra être adaptable à deux géométries d’échantillons : rectangulaire et cylindrique.

Tâches et responsabilités

• Inspecter et vérifier les composants du chauffage par induction ainsi que les exigences d’alimentation électrique.
• Assembler et raccorder le chauffage par induction, la bobine, le système de refroidissement et l’unité de commande.
• Configurer et calibrer les commandes du système afin d’assurer une gestion précise de la température.
• Effectuer les tests fonctionnels et de sécurité, en garantissant la conformité aux normes électriques et de sécurité du laboratoire.
• Adapter et aligner l’ensemble inducteur/échantillon pour assurer la compatibilité avec les mesures de diffraction sur SALSA.
• Rédiger la documentation correspondante, incluant les données de calibration et un court rapport de mise en service.

Qualifications requises

• Formation en génie électrique ou mécanique, ou expérience technique équivalente.
• Expérience avec les systèmes de chauffage par induction ou les équipements électriques haute fréquence.
• Bonne connaissance des instruments de laboratoire, des systèmes de refroidissement et des règles de sécurité.
• Capacité à travailler de manière autonome, à diagnostiquer efficacement les problèmes et à fournir des résultats fiables dans les délais impartis. Excellentes compétences en communication et en rédaction technique.

Activités du stagiaire

• Inspecter et vérifier les composants du chauffage par induction ainsi que les exigences d’alimentation électrique.
• Assembler et raccorder le chauffage par induction, la bobine, le système de refroidissement et l’unité de commande.
• Configurer et calibrer les commandes du système afin d’assurer une gestion précise de la température.
• Effectuer les tests fonctionnels et de sécurité, en garantissant la conformité aux normes électriques et de sécurité du laboratoire.
• Adapter et aligner l’ensemble inducteur/échantillon pour assurer la compatibilité avec les mesures de diffraction sur SALSA. Rédiger la documentation correspondante, incluant les données de calibration et un court rapport de mise en service.

Niveau d’études souhaité

BAC+2, +3 en Physique, mesures physiques.

Connaissances linguistiques

Le caractère international de notre centre de recherche nous amène à accorder une attention particulière aux candidatures provenant également d'autres pays que la France. Vous devez être capable de communiquer en anglais ou en français.

Observations

Contrat de stage conventionné de 4 mois maximum. Date de début : Février 2026

Merci d’envoyer votre candidature directement au tuteur du stage :

Ines Puente Orench, email : puenteorench@ill.fr

STAGE Réf. : THEORY_01

Les bicouches lipidiques fluides constituent les éléments de base des membranes biologiques. Les dynamiques locales des molécules lipidiques dans ces bicouches ont récemment été décrites à l’aide du modèle dynamique Matryoshka (dMm), qui repose sur une convolution hiérarchique imbriquée des processus de mouvement, dérivée d’expériences de diffusion quasi-élastique de neutrons (QENS). Toutefois, le cadre actuel du modèle dMm ne s’applique plus aux arrangements lipidiques plus complexes formant des phases non lamellaires. De telles phases lipidiques sont observées dans les membranes thylacoïdiennes fonctionnelles ainsi que dans les membranes internes des mitochondries, où l’on retrouve un polymorphisme lipidique hautement dynamique : la phase lamellaire (bicouche), mais aussi des phases non-lamellaires telles que les phases hexagonales inversées (HII) ou les phases isotropes (I) [1, 2].

Les objectifs principaux de ce stage sont d’étendre le modèle Matryoshka actuel afin de décrire les dynamiques locales des molécules lipidiques dans les phases non lamellaires, en particulier dans les phases hexagonales inversées (HII) et isotropes (I).

Activités du stagiaire

1. Revue des mouvements locaux des molécules lipidiques dans les phases lipidiques non lamellaires ;
2. Calculs théoriques de la fonction de structure incohérente des neutrons (ISF) pour les phases lipidiques non lamellaires ;
3. Utilisation de l’ISF obtenue pour analyser des données expérimentales de diffusion quasi-élastique de neutrons (QENS) sur des mélanges DOPC:DOPE, reproduisant le polymorphisme membranaire.

Niveau d’études souhaité

BAC+4 en Physique et biophysique

Connaissances linguistiques

Le caractère international de notre centre de recherche nous amène à accorder une attention particulière aux candidatures provenant également d'autres pays que la France. Vous devez être capable de communiquer en anglais ou en français.

Observations

Contrat de stage conventionné de 3 à 5 mois maximum.

Merci d’envoyer votre candidature directement au tuteur du stage :

Dominique Bicout,

email : bicout@ill.fr