Plasma Observatory (https://plasma-observatory.inaf.IT/) est la mission spatiale de l'ESA dédiée à l'étude de la magnétosphère de la Terre et de son environnement. Il s'agit d'une constellation composée d'un satellite principal et de 6 satellites secondaires. Ils seront placés en orbite terrestre lointaine pour parcourir les régions de l'environnement de la Terre en interaction directe avec les flux de particules venant du Soleil. La mission Plasma Observatory se trouve actuellement en Phase A compétitive, pour devenir, si elle est sélectionnée mi 2026, la 7ème mission de classe moyenne (coût 550 M€) de l'ESA.
Dans ce cadre, le LPP est responsable du spectromètre d'électrons de la mission, appelé EPC (Electron Plasma Camera). Cet instrument novateur, implanté sur le satellite mère, utilise pour la première fois un capteur produit par impression 3D permettant de réaliser la première caméra plasma. Elle utilise un détecteur imageur qui intègre une électronique de détection basée sur un ASIC développé par le LPP en technologie CMOS 180 nm. Le laboratoire a conçu le composant mais il doit aussi assurer ses tests fonctionnels et sa qualification à un usage spatial, dans un environnement contraignant, aussi bien au niveau radiatif et thermique que mécanique.
L'ingénieur de recherche aura pour mission de concevoir un banc de test automatisé (Electrical Ground System Equipment) pour la caractérisation de l'ASIC de l'instrument EPC. Ces développements prépareront la qualification en environnement spatial du composant. L'ASIC intègre 32 chaînes de détection incluant des fonctions analogiques et numériques optimisées pour l'application, et notamment des amplificateurs de charge rapide, des discriminateurs par rapport au bruit, des convertisseurs numériques analogiques, des compteurs 16 bits et une interface SPI. Cet ASIC est conçu en intégrant les règles de design rad-hard adaptées à l'environnement spatial qui sont bien maîtrisées par l'équipe projet constituée au sein du laboratoire.
Activités
conception électronique du EGSE
conception de son IHM (Interaction Homme-Machine)
organisation en sous-traitance de la conception et la fabrication des Circuits Imprimés (CI)
validation du EGSE
réalisation des mesures de performances électriques de l'ASIC
participation aux tests environnementaux dont les tests en radiation.
Compétences
Maîtrise de l'électronique analogique et numérique
Maîtrise des logiciels de simulation (ex. LTSPICE, MODELSIM)
Maîtrise du langage VHDL associés aux FPGAs et des outils de synthèse de FPGA (ex. ISE-XILINX).
Maîtrise du langage C/C++ associés aux Microcontrôleurs.
Connaissance d'un outil de CAO électronique (Kicad, Altium, SPICE, Eagle).
Maîtrise des techniques de mesure électronique, savoir interpréter les résultats (instrumentation, banc de test)
Savoir mettre en oeuvre une interface logicielle sur PC pour l'acquisition et traitement des données (par exemple Visual C++, Python, Labview)
Connaissances générales en physique et en informatique.
Contexte de travail
L'ingénieur recruté intégrera l'équipe Plasmas Spatiaux
(https://www.lpp.polytechnique.fr/-Plasmas-Spatiaux-) du Laboratoire de Physique des Plasmas (LPP). L'Équipe compte environ 30 chercheurs et ingénieurs permanents et est composée par une équipe scientifique et de deux équipes techniques, respectivement pour l'instrumentation « Ondes » et « Particules ». L' équipe Particules possède une expertise mondialement reconnue sur l'instrumentation plasma pour la mesure des particules chargées (optiques électrostatiques, spectromètres de masse ionique, techniques de détection) dédiée à l'étude de l'environnement ionisé de la Terre, des Planètes et du Soleil et embarqués à bord des missions spatiales internationales. Dans le cadre des techniques de détection, l'identification des électrons et des ions nécessite d'intégrer un grand nombre de voies de détection au sein d'électroniques rapides. L'équipe possède une grande expertise dans le flot de conception et de qualification spatiale de ces composants, ayant fourni des ASICs (Application Specific Integrated Circuits) aux missions Solar Orbiter (ESA) et Solar Probe Plus (NASA) qui sont actuellement en vol.
Le Laboratoire étant sur deux sites géographiques, des déplacements ponctuels sont à prévoir entre Paris et Palaiseau, ainsi que des déplacements occasionnels à l'étranger lors de réunions de travail avec les autres membres internationaux de la mission Plasma Observatory. Une bonne bonne maîtrise de l'anglais technique écrit comme oral est donc indispensable.
Informations complémentaires
Possibilité de prolongation pour une deuxième année
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