Les capteurs d’images sont au cœur de nos téléphones portables et de beaucoup d’autres objets de notre vie quotidienne. Les performances de ces systèmes optiques miniatures atteignent les limites fondamentales de la physique (diffraction, bruit de photons…). Leur conception est également une prouesse technologique.

Nos camarades SupOptique de STMicroelectronics participent aux différentes phases du développement de ces produits, et il nous a paru intéressant de leur demander nous expliquer leur travail et leur parcours.

Un grand merci à eux pour leurs contributions, à Dominique Thomas (Directeur des Programmes de ST) pour avoir coordonné cet article, et à Raphaël Clerc (Directeur Général Adjoint à l’Enseignement à l'IOGS), dont les recherches concernent ce domaine, pour nous avoir donné son témoignage.

À la fin de cet article, vous trouverez les très intéressantes expériences de Lucie et Louise-Eugénie sur leur parcours de thésardes chez ST, et sur la suite de leur carrière, qui apporte beaucoup d’éléments à la question des étudiants « Dois-je faire une thèse ou pas ? »

Jean-Claude Fontanella (promo 1972)

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Les opticiens au cœur des puces !

Dominique Thomas, Directeur des Programmes de ST

Thibault Augey (promo 2007), Louise-Eugénie Bataille (promo 2021), Lucie Dilhan (promo 2018), Franck Foussadier (promo 1996), Olivier Jeannin (promo 2004), Pol Perrin (promo 2018), avec l’aide de Dominique Thomas et le témoignage de Raphaël Clerc.

1 - ST Microelectronics

Qui sommes-nous ? Chez ST, nous sommes 50 000 créateurs et fabricants de technologies microélectroniques. Nous maîtrisons toute la chaine d’approvisionnement des semiconducteurs avec nos sites de production de pointe. En tant que fabricant intégré de composants, nous collaborons avec plus de 200 000 clients et des milliers de partenaires. Avec eux, nous concevons et créons des produits, des solutions et des écosystèmes qui répondent à leurs défis et opportunités, et à la nécessité de contribuer à un monde plus durable. Nos technologies permettent une mobilité plus intelligente, une gestion plus efficace de l’énergie et de la puissance, ainsi que le déploiement à grande échelle d’objets autonomes connectés au cloud. Nous nous efforçons d’atteindre notre objectif de neutralité carbone en 2027. Pour de plus amples informations, visitez le site www.st.com.

Métiers et carrières de l’optique à ST

Les métiers de l'optique à ST sont divers et couvrent un large éventail de domaines spécialisés. Parmi ceux-ci, la simulation électromagnétique permet de modéliser et d'optimiser ces systèmes avant leur fabrication. La physique du semiconducteur joue un rôle crucial dans le développement de dispositifs optoélectroniques. L'instrumentation optique est essentielle, que ce soit pour la fabrication en lithographie ultra-violette ou pour la mesure et l'analyse précises des composants. La nanophotonique se concentre sur la manipulation de la lumière à l'échelle nanométrique, domaine indispensable pour la compréhension précise des phénomènes optiques et l’amélioration des performances. L’optique interférentielle est largement utilisée, à la fois sous forme de filtres pour les capteurs de lumière ambiante et en contrôle de fabrication pour la caractérisation de matériaux. Les composants à base de métasurfaces sont en pleine émergence, ils permettent de concevoir des systèmes plus compacts ou avec de meilleures performances, et représentent un véritable challenge pour leur conception, tant dans leur conception optique que dans leur fabrication.

Les applications de ces technologies sont vastes, incluant la photonique sur silicium, qui intègre des circuits photoniques et électroniques sur des puces de silicium pour des communications ultra-rapides et fiables, les capteurs d'images utilisés dans les caméras, les véhicules et les smartphones, que ce soit en lumière visible ou infra-rouge, la mesure de temps de vol pour des applications de détection de distance et de mouvement, la combinaison des 2 précédents qui permet d’avoir des capteurs de surface en 3D, enfin les composants diffractifs qui permettent de contrôler et de manipuler la lumière de manière innovante. Chaque spécialité contribue de manière significative à l'innovation et à l'avancement des technologies optiques chez ST.

STMicroelectronics et l’Institut d’Optique : 

un partenariat stratégique et prometteur

(Témoignage de Raphaël Clerc, Directeur Général Adjoint à l’Enseignement de l’Institut d’Optique)

STMicroelectronics est l’un des rares fabricants de circuits intégrés à disposer de capacités de production de pointe en Europe, notamment sur son site de Crolles, près de Grenoble. Cette maîtrise de la chaîne de valeur, de la conception des semi-conducteurs à leur fabrication, confère à l’entreprise une position stratégique unique sur le marché. Forte de son expertise, elle développe des solutions dans des domaines variés : gestion de l’énergie, capteurs, microcontrôleurs et circuits RF, autant de technologies essentielles pour l’automobile, l’industrie, les télécommunications et l’électronique grand public.

Là où STMicroelectronics se distingue de nombreux concurrents internationaux, c’est par sa capacité à exploiter les technologies dérivatives, en adaptant et en optimisant des innovations existantes pour créer des produits différenciés et sur mesure. Son savoir-faire dans les MEMS (systèmes microélectromécaniques), par exemple, repose sur une expertise interdisciplinaire allant bien au-delà de l’électronique traditionnelle. Ces composants de haute précision sont aujourd’hui incontournables pour l’Internet des Objets (IoT), les dispositifs médicaux et l’électronique portable.

Depuis 2016, STMicroelectronics a accéléré sa diversification en investissant dans les technologies optiques intégrées, notamment à travers un partenariat stratégique avec Apple, pour lequel elle conçoit certains capteurs optiques. Dans le domaine de la photonique, l’entreprise développe des solutions de pointe : circuits photoniques pour les communications optiques à haute vitesse, capteurs optiques visibles et proches infrarouges (temps de vol, spectrométrie, imageurs), MEMS pour applications photoniques, réalité augmentée et détection 3D. Ces innovations trouvent des applications dans l’électronique grand public, l’automobile et l’IoT.

Un rapprochement naturel avec l’Institut d’Optique

Avec cette montée en puissance dans la photonique, STMicroelectronics s’est naturellement tourné vers les meilleurs experts français du domaine, et notamment vers l’Institut d’Optique. Ce partenariat s’est renforcé aussi bien pour la recherche que pour le recrutement d’ingénieurs spécialisés. L’implantation de l’Institut d’Optique en région Rhône-Alpes a d’ailleurs facilité ces échanges.

En recherche, les équipes de R&D de STMicroelectronics collaborent aujourd’hui avec des chercheurs des trois laboratoires de l’Institut d’Optique sur plusieurs thématiques stratégiques. Sans dévoiler trop de détails, on peut souligner que les compétences de l’Institut en modélisation électromagnétique, physique et caractérisation des capteurs optiques, ainsi qu’en télécommunications optiques se sont révélées précieuses pour l’entreprise. Ce partenariat a déjà donné lieu à plusieurs co-encadrements de thèses CIFRE et au montage de projets de recherche ANR ou IPCEI.

En parallèle, STMicroelectronics multiplie les initiatives pour attirer les talents de l’IOGS. L’entreprise participe activement au Forum de la Photonique, recrute des apprentis, des stagiaires et des doctorants parmi les élèves, et renforce son engagement en faveur de la formation. En 2024, elle a apporté son soutien au projet « Compétences et Métiers d’Avenir - PhotonHub », dont l’IOGS est partenaire. Ce programme vise à renforcer les formations en photonique et à préparer les ingénieurs aux défis de demain.

Enfin, STMicroelectronics figure parmi les premières entreprises à rejoindre le programme « Partenaires de l’École », une initiative destinée à renforcer les liens entre la formation d’ingénieur et les besoins des industriels. Ce partenariat illustre la volonté de l’entreprise d’investir durablement dans l’avenir de la photonique et de contribuer activement à l’écosystème de l’innovation.

2 - Rencontres avec…

Franck Foussadier (promo 1996)

Qu’est-ce qui t’a conduit chez ST ?

Je suis à ST depuis 2004, en tant qu’ingénieur RET pour Resolution Enhancement Technique. Cela signifie utiliser tout ce qui est physiquement possible pour améliorer la capacité des systèmes de lithographie ultra-violet à imprimer des motifs de plus en plus petits. Le but étant de suivre la fameuse loi de Moore qui prédit la réduction régulière de la taille des transistors.

Comment évolue-t-on en tant qu’opticien chez ST ?

ST n’est pas une entreprise d’opticiens en tant que tels, cependant on peut parfaitement faire toute sa carrière chez ST en restant dans le monde de l’optique, comme on l’a vu précédemment avec la variété des métiers proposés. Mais on peut aussi choisir de s’écarter un peu de l’optique pour aller vers des métiers plus proches des matériaux, des principes des semiconducteurs, du design ou autre. L’avantage est de pouvoir enrichir ses connaissances techniques et travailler avec des personnes ayant d’autres formations et d’autres approches techniques, que ce soit en France ou avec des interlocuteurs en Italie, en Ecosse, en Inde, à Singapour ou ailleurs.

Olivier Jeannin (promo 2004)

Olivier, qui es-tu en quelques mots ?

Je suis arrivé à ST en 2020 pour faire de la simulation optique de capteurs d’images, et suivre des collaborations avec des partenaires extérieurs (CEA LETI, laboratoire Charles Fabry, laboratoire Hubert Curien…) sur divers sujets de R&D avancée en optique.

Tu travailles sur les capteurs d’images. Quelles sont leurs caractéristiques principales et les besoins d’innovation en optique ?

Les capteurs d'images modernes, utilisés dans les smartphones, caméras, voitures et autres dispositifs, font face à des défis optiques croissants, notamment en raison de la miniaturisation des pixels, désormais bien inférieurs au micron. Cette réduction de taille accentue les phénomènes de diffraction, détériorant la qualité de l'image par une perte de rendement et une augmentation du crosstalk. Pour maintenir une bonne qualité d'image, des innovations sont indispensables.

Parmi ces innovations, les métasurfaces représentent une révolution. Ces structures nanométriques permettent de manipuler la lumière de manière précise et d’augmenter les performances.

Outre les défis optiques, d'autres challenges incluent la diminution de la taille des transistors et la fabrication très complexe des puces à l'échelle nanométrique. Les experts optiques font partie d’un ensemble de personnes spécialisées dans de nombreux domaines pointus, ce qui constitue un environnement de haute technologie très stimulant !

Pol Perrin (promo 2018)

Pol, quel est ton parcours et pourquoi as-tu rejoint STMicroelectronics ?

J’ai intégré l’Institut d’Optique en 2015, à la suite de deux ans de classes préparatoires scientifiques à Grenoble. J’étais ravi de pouvoir rejoindre cette école, notamment pour y recevoir l’enseignement avancé et reconnu en physique et en optique, recommandé par mon professeur de physique en « spé ». Ma première année sur le site de Palaiseau s’est déroulée en filière « classique » car je ne me sentais pas prêt à m’engager directement auprès d’une entreprise en alternance, et n’avais pas forcément la fibre entrepreneuriale (FIE). En fin de première année, j’ai eu l’occasion de profiter d’un stage court (2 mois) de découverte chez STMicroelectronics à Montrouge, pour ma première vraie expérience professionnelle. J’ai rejoint une équipe de recherche et développement, spécialisée dans la conception d’algorithmes pour les capteurs d’image et de distance produits par ST (Division Imaging). Mon rôle était de construire et annoter une base de données pour tester un algorithme de reconnaissance faciale visant à être intégré dans un capteur ST. L’algorithme correspondait à une démonstration ST illustrant la capacité de la compagnie à délivrer des capteurs de plus en plus complets en termes de fonctionnalités. Ce stage m’a beaucoup plu. J’ai bénéficié d’un cadre très dynamique avec une forte expertise technique. Ce qui motive chez STMicroelectronics, c’est la responsabilité et l’autonomie que l’on vous accorde dès l’arrivée : positionné sur une tache concrète, j’ai tout de suite eu le sentiment que mon travail était utile et important pour l’activité de cette équipe. A la suite de ce stage, je me suis spécialisé sur le campus de Bordeaux en 2A-3A, en cohérence avec mon intérêt grandissant en traitement d’image et signal. Pour renforcer mes compétences dans ce domaine j’ai également suivi en parallèle de la 3A un Master de spécialisation à l’Université de Bordeaux Signal / Image ICS. Côté professionnel, il m’apparaissait clair à l’issue du stage de 1A que je voulais poursuivre en entreprise : j’ai choisi l’alternance chez ST pour la suite de ma formation (2A-3A). Cela s’est fait dans la même équipe à Montrouge, dans le domaine des capteurs d’image, autour de la problématique de la performance colorimétrique. C’est en 2018 que j’ai pu rejoindre officiellement l’équipe, en tant ingénieur en algorithmie pour imaging, poste que j’occupe encore aujourd’hui.

Quel est ton travail actuel (missions, implications projet…) et avec qui travailles-tu chez ST ?

En tant que membre de l'équipe de développement d'algorithmes en R&D Imaging chez ST à Paris, le cœur de mon métier est de concevoir les algorithmes avancés de traitement d’image servant de référence précise (au bit près) pour le design des produits Imaging. Ce sont les modèles du traitement digital embarqué dans nos capteurs CMOS. En effet, ST conçoit des capteurs d’image dits 3D-stacké, c’est-à-dire qu’une couche de processing est intégrée directement dans le capteur. Cela permet de proposer des produits complets, compacts et innovants pour adresser au mieux les besoins de nos clients. A titre illustratif, je peux citer mon implication récente pour le produit Vx1940 (voir figures 1 et 2 ci-après). Il s’agit d’une caméra mixte RGB-IR développée par ST adressant le marché de l’automobile : l’objectif est de proposer un capteur unique permettant à la fois le suivi du conducteur (en IR) et un retour vidéo couleur de l’habitacle (RGB). Ce projet est un bon exemple pour préciser les diverses interactions que je peux avoir dans mon métier.

Enfin, de façon plus générale, il peut m’arriver de contribuer à des promotions externes (salon ou conférence) en partageant mon expertise sur le sujet RGBIR et couleur notamment. Cela a été le cas pour AutoSens (événement régulier rassemblant les membres de la communauté automotive) à Detroit en Mai 2022 (‘Image Sensor parameters and their effects on In-cabin Sensing‘ présenté par Charles Kingston, collègue ST), en fournissant quelques exemples sur le sujet : ‘color imaging performance with mixed RGB/IR pixel (SNR, color accuracy, artefacts)’.Capteur  VB1940( from ST website  https://www.st.com/en/imaging-and-photonics-solutions/vb1940.html)

Comment ta formation à l'école t’a-t-elle préparé au monde professionnel ? Quelles compétences se sont avérées particulièrement utiles dans ta carrière ?

Je dirais que la rigueur académique et les projets pratiques réalisés à l’Institut d’Optique m'ont préparé à relever les défis techniques et à collaborer efficacement avec diverses équipes. Ma formation de SupOpticien a, je pense, grandement facilité ma transition vers le monde professionnel, en particulier dans la division Imaging de ST. À SupOptique, on développe une vue d'ensemble des systèmes et une capacité à appréhender et modéliser des problèmes photoniques complexes. Pour donner un exemple concret, mon cours de radiométrie a été (et continue) d’être une référence dans ma compréhension et dans la modélisation des systèmes de détections ! Au même titre, je pourrais aussi citer les modules spécifiques en colorimétrie et en détecteurs, qui correspondent directement aux domaines techniques auxquels j’ai pu être confronté chez ST. Je trouve extrêmement positif de pouvoir régulièrement faire échos aux notions de ma formation d’opticien : cela me donne le sentiment d’avoir prolongé sans discontinuité mon apprentissage, en appliquant de façon pratique les concepts enseignés. Aujourd’hui, je continue d’élargir ce spectre de connaissances en profitant chez ST d’une forte communauté d’ingénieurs expérimentés et experts dans les différents domaines de l’Imaging (expertise électronique, architecture du pixel, digital, traitement d’image, optique…).

Thibault Augey (promo 2007) 

Thibault, quels outils de l’optique utilises-tu au service des applications ?

L’optique est très présente à ST pour la fabrication de toutes les puces, comme l’ont expliqué notamment Olivier ou Franck. Mais, dans la mesure ou certains des produits réalisés par ST sont des éléments photoniques (capteurs d’image, ambient light sensors...) nous devons aussi nous projeter du côté de nos clients qui vont les mettre en œuvre. 

J’ai intégré ST avec pour mission, au travers de discussions avec nos partenaires et clients, de comprendre le plus en détail possible leurs besoins et contraintes. On appelle ce métier l’Application.

3 - Comment les métiers de l’optique contribuent à un produit ? Exemple d’un imageur 

Olivier

La simulation électromagnétique, notamment la méthode FDTD (Finite Difference Time Domain), est cruciale pour la conception des capteurs. ST dispose de centres de calculs pour exécuter ces simulations, optimisant ainsi les performances des capteurs.

Pol

En début de projet, on mène souvent une phase de faisabilité à la suite des spécifications émises par le marketing. Cela suppose, notamment, de mesurer l’impact des choix que l’on prend au niveau système sur les algorithmes que l’on prévoit de développer (filtres de couleurs, lentille …). Pour cela, en plus des échanges avec le marketing, on collabore avec les équipes expertes de technologie du pixel et de caractérisation optique, qui peuvent partager des recommandations ou simulations sur les performances attendues (niveau de bruit, courbes de réponses par canaux…). Dans la phase de promotion du système, il peut m’arriver de participer à certains meetings techniques avec des clients potentiels, en partageant par exemple des résultats de simulations démontrant les performances algorithmiques. 

Pendant l’exécution du projet, mes interlocuteurs principaux sont les architectes (qui définissent les spécifications du système), les designers (qui conçoivent l’implémentation matérielle à partir de nos modèles algos), les équipes de vérifications digitales (qui valident que le design matche le modèle). 

Lorsque des premiers échantillons sont produits, des équipes expertes de la qualité d’image mènent des tests et nous font un retour sur les performances atteintes (couleurs, bruit, ftm…). Ce sont eux qui collaborent avec les clients et partenaires externes, en fournissant un premier niveau de support. Nos interactions sont régulières et s’articulent autour des questions et problèmes techniques qui nécessitent une analyse et une connaissance avancées de l’algorithme concerné. A ce titre, il peut m’arriver d’être directement impliqué dans un workshop ou une réunion technique avec un client sur un point précis.

Thibault

Je me situe à l’intersection du développement, des algorithmes, du marketing et surtout du client. Avoir la capacité d’appréhender l’ensemble des enjeux demande de mobiliser un large éventail de compétence en optique de l’optique géométrique à la physique du semi-conducteur dans les photodiodes.

High resolutionTime of Flight Sensor

4 - Les challenges liés à l'optique pour ST

Franck 

Parmi les nombreux défis à relever liés à l’optique je prendrai 2 exemples auxquels j’ai été confronté :

• Coté fabrication, on a pendant longtemps joué sur la longueur d’onde pour augmenter la résolution des systèmes de photolithographie. Nous avons cependant atteint les limites de la lithographie UV il y a quelques années et les systèmes à base de rayon X ont été long à mettre au point. Il a donc fallu employer toutes les techniques possibles pour être capable de résoudre des lignes de quelques dizaines de nm en utilisant une longueur d’onde de 193nm. On a principalement travaillé sur 2 axes. En premier lieu, l’éclairage, en utilisant ce qu’on appelle des éclairages « hors d’axe » afin de ne sélectionner que les ordres de diffraction utiles à la résolution des lignes. En deuxième lieu, un système d’imagerie à haute ouverture numérique, et pour obtenir la plus haute ouverture possible, on utilise une imagerie à immersion similaire à ce qu’on peut voir sur les microscopes. Arriver à maintenir un film d’eau entre la lentille finale du système et la plaque de silicium qui bouge à plusieurs m/s est un sacré défi ! D’autant plus que ce film ne doit pas rester sur la plaque de silicium sous peine de créer des défauts dommageables aux puces
• Il faut aussi arriver à faire cohabiter un monde design qui est friand de lignes droites et d’angles droits avec l’optique qui préfère les formes plus arrondies. Pour des produits de type photonique qui utilisent des guides d’onde par exemple, il faut arriver à décomposer la forme curviligne voulue en suffisamment de facettes pour que cela puisse être représenté en CAO et que ce soit manufacturable, tout en conservant des propriétés optiques acceptables. Il a fallu beaucoup de simulations de temps et de sueurs avant d’arriver à trouver le bon compromis.

 5 - Ma thèse chez ST

Louise-Eugénie Bataille (promo 2021)

J’ai intégré l’IOGS en 2017. J’ai commencé à Palaiseau, puis j’ai choisi la filière de Bordeaux pour la nanophotonique. En troisième année (et quatrième année), j’ai fait un Double Diplôme à Saint-Pétersbourg, Russie, avec le département Metalab de l’université ITMO. C’était une très bonne occasion pour moi de découvrir le monde académique international au travers d’une thèse de master. J'ai obtenu mon diplôme SupOp en 2021. Je suis arrivée chez ST il y a 3 ans après mon master pour ma thèse, en plein Covid. Ma thèse s’est déroulée dans l’équipe Advanced Research, Silicon Photonics, et portait sur le développement de solutions d’émetteurs LiDARs intégrés sur puces. Très récemment, dans la continuité de ma thèse, mon encadrant de thèse ST m’a proposé d’intégrer l’équipe photonique en CDI pour continuer l’aventure en R&D avancée.

Lucie Dilhan (promo 2017) 

Je suis entrée à SupOp en 2013 et ai été diplômée en 2017. Je suis partie sur le site de Bordeaux en deuxième année, puis j’ai fait un double diplôme en biomédecine en Suède, à KTH. J’ai intégré ST en juillet 2018, et ai commencé mon contrat de thèse en novembre. J’y ai fait un contrat de 3 ans de thèse sur le sujet des métasurfaces grâce au réseau de SupOp ! L’offre avait été relayée par un professeur aux étudiants, et j’ai sauté sur l’occasion. A la fin de mon contrat, j’ai été embauchée dans une équipe spécialisée dans les métasurfaces à ST, dans laquelle je suis toujours aujourd’hui.

Mais c’est quoi la thèse CIFRE en fait ? 

Lucie : Le contrat de thèse CIFRE permet de travailler en collaboration entre une entreprise et un laboratoire. En général, l’entreprise contacte le laboratoire de son choix pour lancer un sujet de thèse qui nécessite un apport académique. Ensuite, le temps de présence entre l’entreprise et le labo sera différent pour chaque thésard ! Pour ma part j’ai presque fait 50% de mon temps de chaque côté. Concrètement, j’avais deux équipes : à ST une équipe de lithographes qui m’a appris les métiers de la microélectronique ; au DOPT, un département du CEA Leti, une équipe tournée vers la R&D et des sujets plus amonts, plus poussés que ce qu’on peut trouver à ST. Et ce n’est pas le plus important, mais en général, une thèse CIFRE est mieux payée qu’une thèse académique !

L-E : Le fait que la thèse soit encadrée par plusieurs parties est un vrai plus. Dans mon cas, elle me permettait de bien comprendre et exploiter comment la recherche est implantée dans les différentes entités : la version plus industrielle avec ST, la version académique avec le C2N (où j’ai monté un banc de caractérisation sur mesure) et l’intermédiaire avec le CEA (où j’ai fait la majorité de mes mesures expérimentales). De manière générale, je n’ai pas ressenti de contradictions entre les 3 parties mais plus une bonne complémentarité !

Pourquoi ce choix ?

L-E : 

À la sortie de mon double diplôme, en contexte de Covid, j’étais assez désemparée et j’avais du mal à me projeter, que faire ? J'avais déjà une expérience académique avec la thèse de Master, mais elle était trop éloignée des applications concrètes. J'avais envie de découvrir un peu mieux l'industrie et l'entreprise, et de travailler sur des projets plus concrets, tout en restant dans la recherche. Initialement, je n'avais pas envisagé de faire une thèse, mais l'offre que j'ai vue m'a fait changer d'avis. Plus qu'une thèse ou un job, je cherchais un projet de recherche qui allait me stimuler, et l'offre chez ST m'a intriguée, donc j'ai contacté Frédéric Bœuf (mon chef actuel) pour en discuter. J'ai été attirée par la large gamme d'aspects abordés : simulation, design, caractérisation, process, ce qui permet d'avoir une vue globale d'un projet de photonique et qui permet de bien affuté son couteau suisse.

Lucie : Pour moi le choix a été un peu particulier. Je souhaitais travailler à Grenoble pour des raisons personnelles, et tous les emplois qui me donnaient envie nécessitaient d’avoir une thèse ! J’ai donc cherché dans un sujet m’intéressant, et c’est comme ça que j’ai atterri dans le monde des métasurfaces. Le sujet me paraissait dans mes cordes, car dans l’optique, mais aussi concret car appliqué aux produits de ST directement. J’avais l’impression que mon travail serait utile pour l’entreprise, et ça m’a assez plu pour me lancer dans l’aventure.

Concrètement c’est quoi le quotidien d’une thèse CIFRE à ST ? Qu’avez-vous apprécié et quelles ont été les difficultés ?

L-E : Le quotidien d'une thèse CIFRE est rythmé par une multitude d'activités variées. Dès la prise en main du sujet, je me suis familiarisée avec les outils de simulation et ai commencé à concevoir des structures de test et des composants. Les échanges avec les membres du laboratoire sont fréquents, tant pour la partie simulation que pour la caractérisation, afin de vérifier la faisabilité des tests. En parallèle, je collabore avec l'équipe de STMicroelectronics, notamment la branche R&D, pour la fabrication des composants, tout en utilisant les outils de production. Une fois les composants fabriqués, je passe du temps au laboratoire pour les caractériser et analyser les résultats obtenus. Chaque semaine, nous avons des réunions d'équipe où je présente l'avancement de mon travail et discute des prochaines étapes. Nous organisons également des revues de projet (entre ST et le CEA) pour évaluer les progrès réalisés. Régulièrement ST (mais aussi le CEA et le C2N) organise des PhD Days qui permettent d'échanger avec d'autres thésards et de découvrir leurs travaux. La formation continue est un aspect important de la thèse, avec le suivi de cours à l’université ou de formation interne à ST et à l’école doctorale. Je consacre également du temps à la rédaction de papiers scientifiques pour des conférences et participe à des écoles d'été pour présenter mes travaux et me former sur les dernières avancées dans mon domaine.

Lucie : C’est compliqué de donner « un quotidien » pour une thèse CIFRE, je pense qu’il y a autant de quotidien que de thésards. Comme le dit Louise-Eugénie, il faut déjà s’approprier le sujet. On dit en général que l’étudiant découvre le sujet dans la première année, jusqu’à en devenir un expert dans la deuxième et troisième année. Mon sujet était très large, de la simulation, à la fabrication, jusqu’aux caractérisations électro-optiques. J’ai eu la chance d’interagir avec beaucoup de métiers différents et de pouvoir apprendre énormément en trois ans de contrat. C’était un exercice difficile mais positif de rédiger des articles pour des conférences. De mon côté, j’ai adoré présenter mes résultats tout au long de mon travail, mais la rédaction finale du manuscrit a été plus compliqué. Je me suis rajouté une difficulté en souhaitant rédiger en anglais au lieu du français. Le jour de la soutenance a été très libérateur : je pouvais enfin présenter l’entièreté de mes travaux à un public à la fois aguerri et novices complets.

Louise-Eugénie

Soutenance de thèse de Lucie

Et après la thèse ? 

LE : Après ma thèse, j'ai intégré l'équipe Advanced Photonics, une nouvelle équipe en pleine croissance, qui a un besoin de personnel “touche-à-tout”/polyvalent. Les profils de thèse sont particulièrement recherchés car ils maîtrisent la simulation, le design et la caractérisation. J'ai été embauchée dans cette équipe pour développer de nouveaux dispositifs en recherche avancée. C'est une opportunité formidable car elle me permet de continuer à faire de la recherche tout en étant intégrée dans une entreprise. Mon rôle consiste à travailler en amont du développement, avec pour objectif de transmettre un premier prototype de dispositif à l'équipe chargée de l'intégration et de la maturation du produit. Le quotidien est assez proche de celui durant ma thèse car je suis amenée à traiter les différents aspects (biblio, simu, design, caractérisation) des projets. J’ai également plus d’interactions avec les autres équipes de ST notamment sur les aspects de fabrication ce qui est nouveau pour moi et très stimulant. L’avantage de ce poste est qu’il me permet aussi de continuer à me développer en tant que chercheuse avec la participation à des conférences à l'encadrement de stagiaires (et peut-être prochainement de doctorants).

Il est également possible d'intégrer d'autres équipes que celle de la thèse, offrant ainsi une flexibilité et des perspectives de carrière variées. Dans mon poste actuel, nous sommes à la fois les "démons" des ateliers de production, en raison de la nature atypique et risquée de nos travaux, et leur échappatoire scientifique, apportant une bouffée d'air frais et de science pure et dure.

Lucie : J’ai eu la chance d’avoir plusieurs postes disponibles en interne à la fin de mon contrat. J’ai choisi de continuer dans le domaine optique en rejoignant l’équipe métasurfaces R&D, qui travaillait également à intégrer les métasurfaces dans des produits à ST. J’ai ainsi pu mettre mes compétences acquises pendant 3 ans directement en application, et capitaliser sur mes connaissances. Mon quotidien actuel ressemble finalement un peu à ma thèse : les simulations optiques sont effectuées dans mon équipe pour s’assurer que la fabrication se déroulera bien, puis on travaille avec les équipes de caractérisation électro-optiques pour s’assurer que le produit soit conforme aux attentes.

En tant que femmes, à l’échelle de la boite avez-vous trouvé votre place ? Environnement de travail ? Pour les femmes mais aussi les minorités

Lucie : Évidemment qu’en 2025 on doit mettre le sujet égalité homme-femme dans nos discussions. Le monde de la micro-électronique est majoritairement masculin, mais je n’ai jamais senti à frein à mon travail du fait d’être une femme. Je n’ai eu aucun problème à m’intégrer dans les équipes que j’ai rejointes, et l’environnement de ST m’a toujours été agréable.

L-E : Je suis d’accord avec Lucie, on s’intègre très bien en tant que femme, et également en tant que jeune femme. Pour info, à ST, il y a un réseau/groupe ouvert aux femmes comme aux hommes qui a pour but de développer et soutenir les carrières des femmes en organisant des rencontres et échanges pour le partage d’expériences, la sensibilisation auprès des équipes et du management etc.