Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Sujet de thèse :
Rubrique "Sujet de thèse":

Le sujet de thèse a pour objectif de simuler les expériences d'imagerie par émission de fluorescence X, notamment pour des applications en biologie, de l'échelle de la cellule à celle du petit animal. Cette imagerie est quantitative : elle donne accès à la composition chimique avec une fine sensibilité. Cette information est déterminante, car la distribution des éléments chimiques inorganiques constitue un marqueur de nombreux mécanismes biologiques, qu'il est ainsi possible de mettre en évidence. Selon l'échelle étudiée (cellule, organe, petit animal), différentes sources de rayonnements (protons, rayons X) d'énergie adaptée sont utilisées. Toutefois, l'obtention d'images quantitatives précises demeure un défi majeur, en raison de la complexité des phénomènes physiques et des processus de reconstruction. Le·la doctorant·e aura pour mission de développer un jumeau numérique (au sens général du terme) dédié à la simulation de ces expériences, avec pour objectif final d'optimiser les dispositifs expérimentaux et les méthodes de reconstruction d'images tomographiques, tout en minimisant la durée d'acquisition et la dose déposée.

Le jumeau numérique reposera sur des approches hybrides combinant des méthodes Monte Carlo (Geant4/GATE) et déterministes, ainsi que diverses techniques d'accélération de convergence, pour allier fiabilité et rapidité dans la simulation des processus physiques. Le travail s'articulera en trois phases : (i) une phase de prise en main des techniques expérimentales, des modèles physiques d'interaction rayonnement-matière et des méthodes numériques ; (ii) une phase de développement et d'implémentation de méthodes d'accélération de convergence et d'approches hybrides, suivie d'une validation par comparaison à des données expérimentales ; (iii) une phase d'exploitation de données d'imagerie, incluant l'amélioration d'un fantôme numérique du micro-organisme de référence Caenorhabditis elegans (basé sur des travaux existants) intégrant des informations structurales et chimiques. Les développements seront réalisés selon les standards internationaux en vue de publications scientifiques et d'une diffusion en open source.
Contexte :
Le·la doctorant·e évoluera dans un environnement de recherche interdisciplinaire, à l'interface Physique/Biologie/Informatique. Il·elle bénéficiera d'un co-encadrement assuré par Claire MICHELET, physicienne, Professeure au LP2IB, de Pascal DESBARATS, informaticien, Professeur au LaBRI, et de Jean Michel LÉTANG, Maître de Conférences à CREATIS (Lyon). Le suivi de thèse sera organisé sous la forme de réunions hebdomadaires qui permettront d'orienter efficacement la progression. Le·la candidat·e devra être titulaire d'un master (ou équivalent) en physique, informatique ou mathématiques appliquées, avec un fort intérêt pour l'imagerie scientifique et la simulation numérique. Des compétences en programmation (C
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Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Contraintes et risques :
Lieu de travail : Gradignan avec la possibilité d'effectuer une partie de la thèse sur Lyon

Participation à des écoles, conférences, ateliers. Visites de collaborations.
Le sujet de thèse présente un fort intérêt pour les deux communautés Physique et Informatique, avec de nombreux domaines disciplinaires concernés. Une participation à une conférence internationale dans chacune de ces deux disciplines est donc prévue, comme, « IEEE Nuclear Science Symposium, Medical Imaging and Room-Temperature Semiconductor Conference » (Los Angeles, 2027) ou « International Conference on Image Processing (ICIP) » (Singapour, 2027). Une participation à une réunion de collaboration et/ou une conférence internationale Geant4/GATE (par exemple « Geant4 International User Conference at the Physics-Medicine-Biology Frontier », Australie 2027) est également prévue. Les réunions de collaboration directement liées à la thèse seront généralement organisées en visioconférence. En complément, des déplacements au niveau national pourront être pris en charge directement par les laboratoires concernés, en fonction des besoins du projet.