Alternance f/h - ingénieur(e) développement et exploitation de sources rayons x

L’instrument X-ray Integral Field
Unit (X-IFU) du futur observatoire rayons X Athena (lancement en 2037) sera le
premier spectromètre imageur très haute résolution, visant une résolution en
énergie inférieure à 3 eV sur une bande spectrale allant de 0.2 à 7 keV. Cet
instrument tentera de répondre aux grandes questions fondamentales de l’univers
chaud et énergétique, notamment l’évolution des galaxies au cours du temps ou
encore la dynamique des objets compacts (trous noirs, étoiles à neutrons). Le X-IFU embarquera pour la toute première fois un plan focal composé de plus de
1500 microcalorimètres TES (transition edge sensors) refroidis à proximité du
zéro absolu, à 50 mK (-273.1 C). Ces derniers sont polarisés dans leur transition
supraconductrice afin de pouvoir compter des photons et maximiser leur sensibilité.

Le X-IFU permettra de réaliser des
images spatialement résolues et avec une très grande résolution spectrale
d’objets astrophysiques. L’interprétation de ces données dans cette gamme de
longueurs d’onde est un sujet complexe, d’un part car la physique atomique à
ces énergies est un domaine peu étudié (connaissance des raies imparfaite),
d’autre part car de nombreuses interactions atomiques différentes peuvent influencer
le spectre final. Par ailleurs, la sensibilité extrême des détecteurs les rend
susceptibles à des dérives fines de leur point de fonctionnement, qu’il faudra
suivre et recaler de manière dynamique au cours du temps.

Le besoin de sources de
calibration stables et bien étalonnées est une priorité forte. De nombreux
développement sont en cours, en partenariat avec la NASA (USA), le SRON (Pays
Bas) et l’institut Max Planck (Allemagne) afin de développer des sources utiles
à la calibration du X-IFU. Des premiers exemples de sources disponibles sur le
banc de démonstration de l’instrument (banc 50 mK) développé par l’Institut de
Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP). Ces sources nécessitent néanmoins
une meilleure compréhension et le développement d’outils dédiés pour lire,
interpréter et analyser leurs données.

Dans ce cadre, le CNES en
partenariat avec l’IRAP propose une alternance visant à aider au développement,
à la caractérisation et à l’exploitation de sources X pour le X-IFU. Le/la
candidat(e) fera partie de l’équipe projet X-IFU et sera impliqué(e) dans les
manipulations en salle blanche à l’IRAP, le développement d’algorithmes à
partir de codes existants (Python) et la synthèse technique de ses résultats.
Le candidat sera accueilli au CNES, au sein de la sous-direction 'techniques et
performances instrumentales' (TPI) et dans le service d'instrumentation
optique et hautes énergies (INO), qui s'occupe du suivi de la
performance des instrument dans les gammes de longueur d'onde de
l'infrarouge lointain au rayons X. Il sera plus largement intégré à l'équipe projet CNES travaillant sur le X-IFU, ainsi que l'équipe expérimentale de l'IRAP.
Le
calendrier prévisionnel de cette alternance suivra les grandes lignes suivantes :

Q4 2025 :
- Introduction au projet et aux sources déjà
disponibles
- Prise de connaissance du plan de test et
développement d’expérience dédiées à la calibration
Q1 2026- Aide à la caractérisation des sources
- Mise en place des outils de traitement
spécifiques
Q2/Q3 2026- Poursuite de la caractérisation des sources
- Implémentation de nouveaux outils de traitements
- Comparaisons avec d’autres expériences
- Aide au traitement des données
- Améliorations possibles des sources et travail
préparatoire aux prochaines sources

Étudiant de M2 cherchant
une alternance pour la fin de ses études. Forte appétence pour les sujets
techniques et mathématiques (traitement de données, métrologie fine,
spectroscopie, cryogénie), stages précédents sur des sujets connexes sont un atout
fort. Maîtrise de l’anglais technique (C1), connaissance informatiques en
Python nécessaires. Le candidat devra faire preuve d’adaptation au sein d’une
équipe CNES et IRAP et de rigueur dans les manipulations expérimentales de ces
sources. Autonomie de travail et capacité de synthèse seront demandées tout au
long de l’alternance