Poste de doctorant sur l'optimisation des processus thermiques des produits biologiques sensibles à la chaleur par jumeaux numériques
Empa, Materials Science and Technology
St. Gallen
Infos sur l'emploi
- Date de publication :11 septembre 2025
- Taux d'activité :100%
- Type de contrat :Durée indéterminée
- Lieu de travail :St. Gallen
Résumé de l'emploi
Empa, institution de recherche de l'ETH Domain, excelle en technologie des matériaux. Rejoignez un environnement innovant et collaboratif.
Tâches
- Développer des modèles multiphysiques pour des produits biologiques sensibles.
- Créer des jumeaux numériques pour optimiser les processus de chaîne du froid.
- Intégrer les données de capteurs pour améliorer la qualité des produits.
Compétences
- Master en ingénierie mécanique requis, expérience en modélisation nécessaire.
- Compétences en modélisation des fluides et transport thermique.
- Excellentes compétences en communication en anglais et en allemand.
Est-ce utile ?
La science et la technologie des matériaux sont notre passion. Grâce à nos recherches de pointe, les quelque 1 100 collaborateurs d'Empa apportent des contributions essentielles au bien-être de la société pour un avenir digne d'être vécu. Empa est un institut de recherche du domaine ETH.
Poste de doctorant sur l'optimisation des processus thermiques des produits biologiques sensibles à la chaleur par jumeaux numériques
Le laboratoire de membranes biomimétiques et textiles d'Empa est un pionnier de la modélisation physique à plusieurs échelles. Nous faisons le lien entre le virtuel et le monde réel par la détection multiparamétrique et la création de jumeaux numériques de systèmes biologiques sensibles à la chaleur (aliments, humains) qui peuvent coexister avec leurs homologues réels.
Ce projet vise à mieux identifier comment les produits biologiques périssables, tels que les vaccins, réagissent à l'intérieur des opérations unitaires de la chaîne du froid et à déterminer pourquoi certains produits se dégradent plus rapidement. À cette fin, nous développons des jumeaux numériques de la cargaison, basés sur des données mesurées de température et d'humidité de l'air dans les chaînes du froid par des capteurs commerciaux, et les déployons dans des chaînes d'approvisionnement virtuelles de bout en bout. Ce projet vise également à optimiser d'autres processus thermiques en utilisant des jumeaux numériques, tels que les processus de délivrance de médicaments thermiquement dirigés pour des applications en oncologie.
Vos tâches
Vos tâches (les priorités seront décidées de manière flexible en fonction des opportunités concrètes après le début) :
- Développer des modèles multiphysiques de produits biologiques sensibles à la chaleur et de processus thermiques sélectionnés. Cela inclut le transport hygrothermique dans l'ensemble des produits emballés pendant le refroidissement, l'échange convectif avec l'environnement, l'évolution des attributs de qualité biochimique à l'intérieur des produits, et les dommages thermiquement induits (lésions dues au froid et au gel).
- Utiliser ces modèles pour construire des jumeaux numériques basés sur la physique des produits qui vieillissent in silico avec le produit réel, par exemple, dans une chaîne d'approvisionnement de vaccins.
- Traiter les données mesurées par les capteurs des chaînes du froid commerciales, analyser les données pour la variabilité, et reformater les données dans des bases de données.
- Utiliser l'approche basée sur la simulation pour (1) mieux comprendre et piloter les processus de réfrigération ou la conception de l'emballage en optimisant la perte de qualité du produit et le gaspillage, et (2) relier la meilleure préservation de la qualité grâce aux jumeaux numériques, donc une durée de vie prolongée, à des avantages économiques.
- Intégrer ces jumeaux numériques dans d'autres plateformes, telles que des applications mobiles.
- Étendre le travail sur les jumeaux numériques pour optimiser les processus de délivrance de médicaments thermiquement dirigés pour les humains et les relier aux essais cliniques associés en oncologie.
Votre profil
- Diplôme de Master en génie mécanique obtenu
- Expérience avérée en modélisation des milieux continus (modélisation par éléments finis, dynamique des fluides numérique), et expérience avérée avec COMSOL Multiphysics.
- Connaissance des processus de transport de chaleur et de masse dans les matériaux sensibles à la chaleur et optimisation des processus.
- Une expérience en mesures hygrothermiques est un atout (température, infrarouge, anémométrie).
- Excellentes compétences en communication et maîtrise de l'anglais (écrit et oral) sont obligatoires. La connaissance de l'allemand est considérée comme un avantage.
- Vous avez un talent pour communiquer avec les partenaires industriels et autres.
Notre offre
Une durée de projet de 3 ans est envisagée pour réaliser les tâches de recherche ci-dessus sous forme d'une thèse de doctorat. Le projet est soutenu par Empa sous la supervision du Prof. Thijs Defraeye (directeur académique). Il implique une affiliation conjointe avec l'ETH Zürich, où vous serez affilié au Département des sciences de l'environnement (D-USYS). Le candidat effectuera la recherche à Empa à St. Gallen. La date de début est à convenir mutuellement. Ce projet est réalisé en étroite collaboration avec des partenaires industriels et autres.
Nous vivons une culture d'inclusion et de respect. Nous accueillons toutes les personnes intéressées par des activités innovantes, durables et significatives - c'est ce qui compte.
Nous attendons avec impatience de recevoir votre candidature complète en ligne comprenant une lettre de motivation, un CV, des certificats, des diplômes et les coordonnées de deux personnes de référence. Veuillez soumettre ces documents exclusivement via notre portail d'emploi. Les candidatures par e-mail et par courrier ne seront pas prises en compte.
