Post-doctorante/Post-doctorant en détection acoustique sur les réseaux de fibres optiques à Télécom Paris - CDD de 12 mois

Caractéristiques du poste :

Date limite : 30 mars 2023
Localisation : 19 Place Marguerite Perey, Palaiseau 911240
contrat : CDD 12 mois

Qui sommes-nous ?

Ecole de l’Institut Mines-Télécom, Télécom Paris est la première grande école française d’ingénieurs généralistes du numérique. Avec des enseignements et une recherche d’excellence, Télécom Paris est au cœur d’un écosystème d’innovation unique fondé sur la transversalité de sa formation, de ses départements de recherche et son incubateur d’entreprises.

Membre fondateur de l’Institut Polytechnique de Paris, Télécom Paris se positionne comme le laboratoire à ciel ouvert de tous les grands défis technologiques et sociétaux.

CONTEXTE SCIENTIFIQUE

Le concept de ville intelligente repose sur la collecte et l’exploitation de données extraites par de nombreux capteurs délivrant des informations sur la circulation des véhicules, la détection de la présence humaine et de nombreux événements affectant les infrastructures (réseaux d’eau et de gaz, bâtiments, ponts et tunnels…). L’approche actuelle pour collecter ces informations consiste à déployer une multitude de capteurs discrets et dédiés ou à déployer des câbles de détection en fibre optique distribués et dédiés. Ce déploiement a un coût logistique élevé (installation, approvisionnement en énergie, maintenance). Cependant, les réseaux de télécommunication en fibre optique sillonnent déjà les villes actuelles : l’utilisation de cette infrastructure disponible à des fins de capture, de localisation et d’identification des événements vibratoires est une approche très intéressante. La plupart des travaux de recherche visant à détecter les vibrations à travers l’infrastructure de télécommunication ont reproduit les solutions de détection acoustique distribuée (DAS, Distributed Acoustic Sensing en anglais), utilisées à l’origine sur des câbles de détection dédiés. Ils ont montré des résultats prometteurs dans la supervision du trafic routier et ferroviaire [1-3] et dans la mesure de vibrations à l’échelle d’une zone urbaine ou régionale : caractérisation proche de la surface [4-5], détection des niveaux élevés d’utilisation de certains sites en période de crise (comme dans la crise récente du COVID19) [6-7], et autres événements sismiques.

Dans les domaines du DAS et de la géophysique, les chercheurs soulignent régulièrement que les mesures DAS sur les infrastructures en fibre optique déployées sont capables de fournir des informations sur les vibrations qui ne sont pas détectables avec les capteurs discrets conventionnels tels que les géophones ou les sismomètres. Malgré cette observation positive, nous pensons que la détection à travers les câbles en fibre déployés peut être considérablement améliorée. L’intégration de techniques de détection puissantes au réseau ouvrira la voie à une meilleure surveillance du réseau en temps réel et à la fourniture de données précieuses pour une multitude d’applications.

PLAN DE RECHERCHE

L’approche DAS repose sur l’existence d’une rétrodiffusion distribuée de Rayleigh, un défaut inhérent à une fibre optique. La barrière scientifique est principalement le faible niveau de rétrodiffusion de Rayleigh et son caractère aléatoire. Dans un réseau optique, les obstacles techniques proviennent également de l’hétérogénéité de leurs topologies. Par exemple, la présence de fibres multimodes dans certains réseaux locaux anciens induit une diaphonie entre plusieurs modes de propagation qui peut affecter la sensibilité du DAS. Dans les réseaux métropolitains, certains dispositifs optiques peuvent empêcher la rétrodiffusion générée par les câbles à fibres en aval d’atteindre l’interrogateur (isolateurs, nœuds de routage…). Dans les réseaux d’accès, l’existence d’une topologie de fibre de 1 à N (une fibre se divisant en N à travers un séparateur optique pour servir N utilisateurs finaux) conduira à une ambiguïté de localisation. La résolution de ces problèmes sera au cœur de ce projet.

Nous proposons de profiter de l’infrastructure de transmission optique déployée comme un réseau de capteurs passifs pour faciliter la télémétrie d’un large ensemble de phénomènes acoustiques et vibratoires atteignant cette infrastructure. La fibre optique est de plus en plus déployée dans les zones urbaines et rurales, souvent dans le cadre de projets de développement routier et ferroviaire. Les réseaux FTTx (Fiber To The x=Home, Building,…) et les réseaux locaux (LAN) se développent également rapidement, rapprochant la fibre des habitations et des lieux de travail pour assurer la meilleure qualité de transmission et le plus haut débit de données. La réutilisation de l’infrastructure optique, que ce soit par le biais du DAS ou d’autres techniques de détection, comme capteur de vibrations distribué, la convertit en un réseau névralgique permettant la détection des vibrations qui se propagent via différentes couches séparant la source de vibration du cœur de la fibre. La caractérisation et la localisation de ces vibrations avec la plus grande précision possible, puis leur identification à l’aide d’algorithmes d’apprentissage automatique, ouvre la voie à la surveillance des réseaux et à la fourniture de données précieuses pour une multitude d’applications (supervision du trafic routier, sécurité, surveillance de la dynamique urbaine pour détecter les dangers notamment en temps de crise…).

Nous espérons fournir des preuves de concept de solutions de détection qui peuvent répondre à divers scénarios de détection tout en ciblant :

  • Impact nul sur la qualité de service (QoS) du réseau télécom;
  • Atteindre des niveaux de sensibilité plus élevés, ou un champ plus large d’évènements détectables que l’état de l’art et des résolutions spatiales appropriées pour ces scénarios ;
  • Valider nos solutions sur des installations de laboratoire et éventuellement des essais sur le terrain.

DESCRIPTION DU POSTE

Assurer des missions de recherche dans le domaine de la photonique

  • Réaliser des missions de recherche dans le cadre des contrats du département dans le domaine des communications optiques et des capteurs à fibre optique
  • Participer et assurer la réalisation des livrables du projet

Assurer des missions d’encadrement et de tutorat

  • Superviser les projets des étudiants et les stages en ingénierie

Participer à la notoriété de l’École, de l’Institut Mines-Télécom et de l’Institut Polytechnique de Paris

  • Publier les résultats de ses travaux de recherche
  • Effectuer des présentations et des conférences
  • Participer à la création de la propriété intellectuelle (brevets

Compétences, connaissances et expériences :

  • Le candidat doit avoir terminé avec succès un doctorat en génie électrique, en communications optiques, en photonique ou dans des domaines connexes.
  • Une connaissance des systèmes et réseaux de transmission optique est nécessaire. Une connaissance des algorithmes de traitement des signaux numériques utilisés dans les systèmes de communication ou les capteurs à fibre optique est souhaitable.
  • Des compétences en programmation DSP (via MATLAB ou Python) sont appréciées.

Capacités et aptitudes :

  • Intérêt marqué pour la recherche appliquée
  • Capacité à travailler dans un environnement multiculturel et à superviser des stagiaires et/ou des étudiants pendant les projets.
  • Parler couramment l’anglais
Niveau de formation et/ou expérience requis :
  • Doctorat ou équivalent

Pourquoi nous rejoindre ?

Vous travaillerez dans un environnement agréable, verdoyant et accessible (notamment pour les personnes en situation de handicap) à seulement 20 km de Paris (RER B et C, proximité des grands axes routiers). Vous bénéficierez de nombreux avantages (flexibilité des horaires de travail, possibilité de télétravail, proximité des infrastructures sportives, conciergerie, …).

Informations diverses :

Date limite de candidature : 30 mars 2023

Type d’emploi : CDD de 12 mois
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