Ingénieur chercheur en instrumentation et capteurs quantiques à base d'atomes froids H/F, Palaiseau

L’ONERA, acteur central de la recherche aéronautique et spatiale, emploie plus de 2200 personnes. Placé sous la tutelle du Ministère des Armées, il dispose d’un budget de 336 millions d’euros (2024), dont plus de la moitié provient de contrats d'études, de recherche et d'essais. Expert étatique, l’ONERA prépare la défense de demain, répond aux enjeux aéronautiques et spatiaux du futur, et contribue à la compétitivité de l’industrie aérospatiale. Il maîtrise toutes les disciplines et technologies du domaine. Tous les grands programmes aérospatiaux civils et militaires en France et en Europe portent une part de l’ADN de l’ONERA : Ariane, Airbus, Falcon, Rafale, missiles, hélicoptères, moteurs, radars… Reconnus à l’international et souvent primés, ses chercheurs forment de nombreux doctorants.

Le Département Physique, Instrumentation, Environnement, Espace (DPHY) de l’ONERA conçoit des instruments innovants et évalue certains environnements aérospatiaux et leurs conséquences sur les systèmes embarqués. Il développe en particulier des instruments inertiels pour le guidage-navigation, la géodésie ou la physique fondamentale (à base de micro technologies, électrostatique ou interférométrie atomique), des méthodes de caractérisation métrologique des écoulements ou des plasmas (à base de spectroscopie optique, d’OPO, LIDAR, photo acoustique...) ainsi que des sources de plasma comme les propulseurs satellitaires électriques. Il étudie la foudre et son impact sur les aéronefs ainsi que l’environnement spatial, ses effets sur les matériaux et composants électroniques, ou la charge électrostatique et la contamination des satellites qui en résultent.

L’équipe Sources Laser et Métrologie (SLM) du DPHY est en charge du développement des techniques de métrologie optique et à base d’atomes froids, ainsi que de leur mise en œuvre dans des prototypes instrumentaux de validation. Pour cela, des études sont menées avec différents niveaux de maturité : allant de la recherche instrumentale exploratoire en laboratoire jusqu’à l’emport des instruments sur différents porteurs (avion ou autre), la réalisation de campagnes de mesures et le traitement des données associées.

Ce poste sera dédié aux activités liées aux développements de capteurs inertiels à atomes froids. Ces instruments sont basés sur l’utilisation conjointe de capteurs conventionnels et de capteurs quantiques basés sur des techniques d’interférométrie atomique et développés spécifiquement par des ingénieurs et techniciens de l’unité.

Dans ce cas, la source d'onde de matière est un gaz d'atomes refroidi par laser. L'interféromètre est alors réalisé en soumettant ces atomes froids à une succession d'impulsions laser permettant de diviser puis de recombiner l'onde de matière. Lorsque les atomes sont en chute libre, le déphasage en sortie d''interféromètre est sensible aux grandeurs inertielles (accélérations, rotations, …). Avec cette technologie, l’ONERA a notamment réalisé le premier gravimètre à atomes froids embarquable, capable de réaliser des cartes de pesanteur depuis bateau ou avion avec des performances surpassant les technologies usuelles.

[https://doi.org/10.1038/s41467-018-03040-2 ; https://doi.org/10.1029/2022JB025921 ; https://doi.org/10.5194/essd-17-1667-2025].

Ce poste demande une implication technique forte dans le développement d’interféromètres à atomes froids, dans le traitement et l’analyse des données issues des instruments, leur test, ainsi que la participation au management du projet en cours et dans ce contexte, vos missions seront les suivantes :

• Vous participez au développement d’interféromètres à atomes froids utilisés dans les capteurs inertiels de l’unité ;
• Vous contribuez aux travaux techniques liés à la mise en œuvre des capteurs quantiques et conventionnels ;
• Vous réalisez les tests et validations expérimentales des capteurs ;
• Vous participez techniquement aux phases d’approvisionnement des composants et sous-systèmes du gravimètre ;
• Vous contribuez au montage, pilotage et optimisation de l’instrument ;
• Vous réalisez les tests et la recette usine du gravimètre à l’ONERA ;
• Vous assurez le suivi et la coordination des interactions avec les partenaires étatiques et industriels du projet ;
• Vous participez à la documentation et au reporting des activités techniques et expérimentales.

Vos missions sont conditionnées par l’obtention d’une habilitation de Défense nationale.

Ce poste fera l’objet d’un Contrat à Durée Indéterminée Contrat de Projet ou d’Opération de Recherche pour le projet GIRAFE2Mer d’une durée prévisible de 24 mois.

Profil

Ingénieur et/ ou docteur avec de solides compétences en physique atomique et en optique, avec une bonne connaissance des principes avancés liés aux atomes froids, première expérience dans ce domaine fortement souhaitée.

Maîtrise du traitement de données et du pilotage d’instruments, idéalement via Python, LabVIEW ou d’autres langages de programmation adaptés.

Rédaction de documents techniques et scientifiques en français et en anglais (articles, cahiers des charges, rapports, comptes rendus).

Vous appréciez la gestion de projet : organisation, coordination, suivi, et rédaction des livrables associés.

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