Offre de thèse : Utilisation de la méthode de Prony pour la mesure de température par des capteurs passifs à base de résonateurs fonctionnant dans une même bande de fréquence

Contexte

La société SENSeOR conçoit, développe et commercialise des capteurs piézoélectriques passifs à ondes de surface, que l’on peut apparenter aux systèmes RADAR pour la mesure de température en particulier, incluant des capteurs utilisant la technologie SAW (Surface Acoustic Wave). De par leur nature purement passive, ces capteurs présentent un fort intérêt dans le cas d’environnements sévères (forts champs électromagnétiques, haute température, …). Ces capteurs sont majoritairement basés sur la mise en parallèle de résonateurs dont la fréquence va varier en fonction de la température, chaque capteur occupant une bande de fréquence définie (sous-bande) et différente (multiplexage fréquentiel). Une des limitations actuelles est la largeur limitée de la bande ISM à 434 MHz qui ne permet de gérer qu’un faible nombre de sous bandes et par conséquent de capteurs.

Description

L’objectif de cette thèse, proposée par le LEAT (Laboratoire d’Electronique, Antennes et Télécommunications, Campus Sophiatech), est donc de mettre au point une méthode basée sur la théorie développée par Prony qui permet de faire une mesure pertinente des fréquences de plusieurs capteurs fonctionnant dans la même bande de fréquence. Ces travaux feront suite à un premier travail de thèse qui a permis de mettre en évidence le fort potentiel de cette méthode. Une première phase de simulation numérique devra être menée afin de valider théoriquement la méthode pour une nombre de capteurs supérieur à deux et pouvant atteindre quinze capteurs et d’estimer sa sensibilité au bruit électromagnétique. Par la suite un système démonstrateur sera mis au point sur la base du lecteur existant, incorporant les capacités de fréquence d’échantillonnage adaptées aux signaux à 434 MHz ainsi que des moyens de calcul embarqués compatibles avec la complexité associée à la méthode de Prony.

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PhD offer: Mechanobiology assisted by Surface Acoustic Wave (SAW) for medical diagnosis assistance

Context

Mechanobiology is an emerging field of science at the interface of biology and engineering. A major challenge in this field is the understanding of mechanotransduction, i.e. the molecular mechanisms by which cells sense and respond to mechanical signals. This physical interaction will modify the mechanical properties of cells and tissues, which contribute to the development of the cell, its differentiation and to the development of the disease. Hence, cell’s viscosity and elasticity are important parameters that must be characterized.

S.U. Senveli et al. conducted the most recent work in the field of surface acoustic wave (SAW) biosensors for the characterization of tumour cells. They also managed to differentiate tumour cells in terms of elasticity modulus. Moreover, we can note, the work of Stamp et al. which demonstrated that dynamic stimulation of bone tumour cells (SaOs-2) with 159 MHz (Rayleigh-SAW) ultrasound accelerates the tissue healing process by stimulating cell migration and growth.

SAW appear to be a relevant and promising characterization method for the field of mechanobiology and for future medical treatments.

Description

This PhD offer is available at the Institut Jean LAMOUR (UMR 7198), University of Lorraine – CNRS, Micro et Nanosystems Team – Campus ARTEM, NANCY (ijl.univ-lorraine.fr).

All information about objectives and required skills can be found in this document.

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