Les thèses soutenues dans l'équipe RDAIAC depuis 2005  sont données ici.  

valetArthur VALLET : "Modélisation Markovienne de lasers semi-conducteurs"

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Financement : ANR 

Soutenance : 2019

Résumé : Nous sommes intéressés par la dynamique des lasers semi-conducteurs, principalement la stabilité multimode. Pour cela un modèle microscopique a été créé et est très efficace, mais est très lourd en temps de calcul. Cela a conduit à l'élaboration d'un modèle canonique qui permet de passer d'une trajectoire d'une heure à une trajectoire d'une seconde. Le gain de vitesse  permet le développement d'un modèle en deux dimensions afin d'analyser les effets transverses de la stabilité multimode.

  

kohlerPierre KOHLER : "Méthodes de caractérisation et analyse de la sensibilité aux effets des radiations de mémoires dynamiques basse consommation pour application spatiale"

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Financement : CIFRE 3D PLUS

Soutenance : 2018

Résumé : Les composants électroniques embarqués dans des applications spatiales sont exposés à différents types de particules qui composent l’environnement radiatif spatial. L’interaction individuelle ou cumulée de ces particules avec les matériaux constituant les circuits intégrés est à l’origine d’effets singuliers ou d’effets de dose qui peuvent altérer la fiabilité des systèmes en induisant différents types de défaillances à l’échelle des fonctions électroniques élémentaires, et mettre en péril les missions satellitaires. En vue de prédire les taux d’évènement au cours d’une mission ou la durée de vie des composants en environnement radiatif, préalablement à leur intégration dans une application spatiale, il est nécessaire de modéliser ces défaillances et de caractériser le fonctionnement des composants sous irradiation. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse sont l'élaboration et la mise en œuvre de modèles et de méthodes de caractérisation de la sensibilité des mémoires dynamiques aux effets des radiations en vue de leur future intégration dans des modules mémoires pour application spatiale.

  

borelThomas BOREL : "“Etude des effets de synergie dans les circuits intégrés soumis à l'environnement spatial de rayonnements ionisants et neutres"

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Financement : DGA-CERN

Soutenance : 2018

Résumé : Les composants électroniques utilisés au cours des missions spatiales sont exposés à différents types de particules et rayonnements sur toute la durée de leurs missions. Dans l’optique de réduire les coûts de fabrications des systèmes spatiaux, l’utilisation de composants du commerce non spécifiques à l’utilisation spatiale devient de plus en plus fréquent, augmentant la probabilité de défaillance des systèmes. Afin d’assurer le bon fonctionnement des systèmes spatiaux, les composants électroniques sont soumis à des tests de qualification. Les standards actuels de qualification de composants électroniques pour les applications spatiales (ESCC, MIL-STD-883J) traitent aujourd’hui séparément les effets cumulatifs et les effets transitoires radiatifs. Or il a déjà été démontrés dans des travaux précédant que des effets de synergies entre ces deux effets peuvent se produire, laissant place à la possibilité d’obtenir des évènements transitoires non attendu, pouvant mettre en péril une mission.
Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes proposé d’étudier premièrement l’effet de synergie entre les défauts de déplacement (DD) et les effets singuliers sur les composants analogiques (ASET). La seconde partie de cette thèse est orienté sur l’étude de la dégradation des structures de protection ESD face à la dose ionisante (TID).

 

payetPierre PAYET : "Injection électromagnétique et Microscopie en champ proche sur structures irradiées"

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Financement : Ministère

Soutenance : 2018

Résumé : L’injection et l’imagerie électromagnétique en champ proche sont des outils d’analyse fins pour la caractérisation locale de matériaux ou la compatibilité électromagnétique (CEM). L’objectif de la thèse est d’utiliser ces techniques dans l’étude de la fiabilité des structures irradiées au rayonnement électromagnétique. Et de fournir un moyen original de caractériser l’évolution des propriétés électriques des matériaux après irradiation.

 

martorellAlexandre MARTORELL : "Réponse de systèmes électroniques à une sollicitation radiofréquence"

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Financement : CIFRE ANRT THALES Communications & Security

Soutenance : 2018

Résumé : Les premiers étages d’un émetteur-récepteur (front-end) sont particulièrement exposés aux interférences électromagnétiques (EMI) puisqu'ils sont placés directement après l'antenne. Une EMI est susceptible de faire apparaitre des composantes harmoniques, à cause de la présence de non-linéarités dans un système RadioFréquence (RF), et donc de venir perturber le fonctionnement nominal. Si les brouilleurs sont multiples, qu'ils possèdent une puissance suffisante et que leurs fréquences sont dans la bande de fonctionnement, ils créent des produits d'intermodulation (IM) perturbateurs. Cette distorsion non-linéaire est caractérisée par un test à 2 fréquences. Ce dernier est classiquement effectué en mode transmission. Nous proposons ici de mesurer le signal réfléchi, afin de caractériser le degré de non-linéarité des front-ends. Les 2 fréquences d'excitation sont injectées sur l'accès antenne et la puissance réfléchie est mesurée sur ce même port. Ces tests ont d'abord été développés sur des puces front-ends fonctionnant dans les bandes de communication sans-fil standards (UHF, GSM, Wi-Fi). Cette méthode peut aussi être utilisée au niveau système, pour lequel seul un accès RF est disponible. Les systèmes RF testés sont des appareils communicants actuels (Talkie-walkie, modem GSM, Smartphone, …). Les figures de mérite RF (IIP3, IMR) deviennent alors accessibles grâce à la méthode de mesure en réflexion. Ainsi, nous pouvons caractériser le niveau de non-linéarité des front-ends et comparer leur susceptibilité à l'intermodulation pour différents types de technologie et d'architecture. De plus, afin de se rapprocher d'une EMI réelle, les expérimentations sont développées en mode rayonné. La récupération du degré de non-linéarité du système RF peut se faire à distance. Cette information constitue un besoin opérationnel de l'industriel Thales.

 

valetJason DARDIE : "Etude des effets des rayonnements sur les matériaux et systèmes électroniques"

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Financement : CIFRE TMI-ORION

Soutenance : 2020

Résumé : Ce travail sera séparé en quatre parties. Dans un premier temps une revue bibliographique des effets radiatifs sera effectué. La deuxième partie correspond à un travail plus expérimental sur la tenue aux radiations d'un système électronique développé par la société TMI-ORION. Les résultats de cette partie seront discutés en termes de dégradation des composants, de test au niveau composants/système et d’effet de la température. La troisième partie sera l’étude du blindage et de l'encapsulation que le système électronique étudié connait afin de pouvoir résister aux contraintes industrielle. Grâce à un outils de simulation de type GEANT4, nous étudierons l'impact de cet encapsulation en terme de blindage radiatif que cela amène. Enfin, dans un quatrième temps, nous étudierons la fiabilité du système complet.

 

perezFlavien PEREZ : "Etude de l'effet en dose cumulée sur la technologie FDSOI 22nm"

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Financement : CNES-ATMEL/MICROCHIP

Soutenance :

Résumé : Le but est de tester une technologie FDSOI de 22 nm aux radiations pour une application spatiale, à l'aide de modélisation TCAD et de caractérisation à l'aide de rayon-X et autre. Ainsi qu'effectuer une modélisation quantitative par TCAD de la technologie 150 nm de transistors Microchip avec prise en compte des effets de radiation.

 

bouisriSamir BOUISRI : "Développement de nouveaux capteurs intégrés à base de matériau optiquement stimulé"

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Financement : Ministère

Soutenance : 2020

 

Résumé : Ce projet consiste à fabriquer et à tester des couches minces de matériau luminescent dans le but d’une application en dosimétrie des rayonnements ionisants. Un des objectifs, est l’intégration de cette couche mince au sein d’un système complet comprenant à la fois la source de stimulation et le détecteur.

 

aguiarYgor AGUILAR : "Outil de prédictions et durcissement par design pour les SEU et SET"

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Financement : H2020 RADSAGA ESR9

Soutenance : 2020

Résumé : Dans le cadre du projet Européen Marie Curie intitulé RADSAGA, l’équipe RADIAC s’intéressera aux effets des rayonnements ionisants sur les systèmes électroniques en environnement naturel et artificiel. L’objectif principal de cette thèse est de développer une chaine de simulation numérique complète permettant de prédire la sensibilité d’un circuit donné dans un environnement donné (espace, au niveau du sol, accélérateurs etc.). Le travail de durcissement s’abordera en modifiant les paramètres du layout et en quantifiant la variation de la sensibilité. Des circuits comme des chaines d’inverseurs, des additionneurs ou des multiplieurs seront étudiés. Les résultats de ce travail de thèse permettront d’améliorer les capacités de design des circuits. 

 

guagliardoSalvatore GUAGLIARDO : "Outils de prédiction des événements singuliers et techniques de durcissement - Latchup et effets de la température"

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Financement : H2020 RADSAGA ESR10 

Soutenance : 2020

Résumé : Le but de cette thèse est de permettre la modélisation complète des événements de Single Event Latchup (SEL) dans les circuits CMOS. L’approche utilisée sera d’intégrer les modélisations multi physique et multi échelle à l'outil en couplant efficacement la physique aux paramètres électriques du circuits. Il sera important de tenir compte de l’environnement radiatif, l’architecture du système, le design du circuit, la tension d’alimentation ou encore la température qui sont les paramètres les plus importants du mécanisme de SEL. Une comparaison avec des résultats expérimentaux devra être menée pour valider l’approche.

 

RajkowsiThomas RAJKOWSI : "System-In-Package (SiP) radiation qualification requirements"

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Financement : H2020 RADSAGA ESR12

Soutenance : 2020

Résumé : Project is conducted as cooperation of 3D PLUS company and University of Montpellier and is focused on development of radiation test methodology for 3D PLUS System-in-Package components. 3D PLUS technology is based on the stacking of PCBs equipped with COTS components. These components are generally not hardened against radiation as encountered in a space environment (SEE, SEL, TID with heavy ions, electrons, protons). In order to guarantee the radiations tolerances of our final product, it is mandatory to define and validate the radiation hardening strategy, taking into account that the components can be sensitive to cumulative radiation dose or may react to SEE. Until now, a first strategy of mitigation techniques has been implemented in order to try to cancel these effects at 3D module level and will be further developed in this thesis project. The next step is to perform radiation tests followed by electrical tests in order to evaluate radiation effects and then to confirm the positive effects of the applied mitigation techniques. Some radiations tests will also be performed at PCB level in order to link the individual radiation results to those of the complete 3D module. In this context, the objective of this PhD is to determine an optimal strategy of radiation tests for full System-In-Package (SiP) module or Individual PCBs with facilities available in the RADSAGA consortium. Expected results include comprehensive radiation test results of minimum two SiPs (analog and digital one, in different setups and configurations), with broad analysis and modelling of effects inside such systems. The main points which will be investigated are: How to test a complete 3D SiP module? What is the test methodology to be applied when testing complete SiPs? What kind of facility should be used? What is the accuracy/relevancy compared to risk assessment based on device testing?

 

lopesIsrael LOPES : "Bridging methodology from component to system-level for the assessment of coupled radiation and degradation constraints in digital systems"

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Financement : H2020 RADSAGA ESR13

Soutenance : 2020

Résumé : The objective of this PhD is to study the correlation between component-level and system-level assessments of the radiation constraint on an intermediate-level electronic board representative of avionic and space computing modules. For system integrators, the standard bottom-up approach for SEE assessment can hardly be used with modern digital integrated circuits, thus methods for assessing the robustness of a digital system by performing system-level testing will be investigated for the very first time at the intermediate scale of a computing board representative for avionic and space on-board computing (OBC) systems based on the latest generation of digital ICs. Both long and short term constraints will be considered by associating accelerated ageing and radiation testing, in connection with the methods developed by other PhD students from the RADSAGA project that work at the component level. The error margins associated to the system-level approach will be extrapolated both for atmospheric and space environments and the approach relevancy will be compared to the bottom-up reliability methodologies used so far at component level. By establishing a bridge between both levels for one of the most complex and critical sub-system (OBC), this work will pave the way for writing a new industry standard for qualifying the next generation of COTS-based systems exposed to coupled constraints, including those that will be used in large satellite constellations.

  

kimmoKimmo NISKANEN : "Coupled radiation effects on emerging power devices"

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Financement : H2020 RADSAGA ESR7

Soutenance : 2020

Résumé : This PhD aims to investigate both the sensitivity to radiation (mixed field) of silicon and wide band gap power technologies and the impact of radiation-induced degradation on the time to end of functionality of the global system.

 

carneiroMatthias CARNEIRO : "Faisabilité et contraintes d’un protocole CDMA pour constellation de nanosatellites"

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Financement : Région Occitanie / Fondation Van Allen

Soutenance : 2020

Résumé : Une bibliographie exhaustive sera menée tout au long de la thèse pour cerner les principales caractéristiques des transmissions pour réseaux de nanosatellites. En fonction des applications, une modulation numérique de phase particulière sera choisie. Des tests de faisabilité de communication en fonction des bandes de fréquence choisies et en présence de signaux parasites seront menés avec des modules de radiocommunication logicielle. Il faudra mettre au point des tests non seulement de communication, mais il faudra également pouvoir évaluer la qualité de signal d'une transmission dans un environnement bruité, et mettre en évidence les limitations du système. Un démonstrateur pour une bande de fréquence, un débit et une modulation donnés clôturera la thèse.

  

hoangHoang NGUYEN TRAN : "Weakened cell phenomenon modelling and simulation"

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Financement : CNES-TRAD

Soutenance : 2020

Résumé : SEU (Single Event Upset) is defined as a change in logic state due to an energetic particle hitting on a sensitive cell. This phenomenon mainly occurs in electronic devices such as memories, FPGAs or microprocessors. In-flight CNES observations on memory devices have shown specific SEU occurrences on some given addresses: SEU were repetitively detected at a specific address leading to an SEU error rate increasing with time. From the previous PhD, the phenomenon has been studied at RADIAC named weakened cell or intermittent stuck bit - ISB. A physical explanation of the data retention time decrease has been proposed that can explain the ISB phenomenon. My work to be performed during this PhD project consists assimilating the existing model, improving it and implementing it in a TCAD simulation  such as ECORCE developed at RADIAC laboratory. This will be done with a view to study qualitatively and quantitatively the given phenomenon. The main objective is to provide a list of the parameters that are mandatory to predict ISB error rates in a given radiative environment.

  

valetMatteo BRUCOLLI : "Supervision des radiations dans les faisceaux mixte du CERN"

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Financement : CERN

Soutenance : 2018

Résumé :

 

valetxx : "xx"

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Financement :

Soutenance :

Résumé :