Stage de M2 / Stage Ingénieur - Conception électronique d'un échographe Intelligent Programmable

L'ESEO est une école d'ingénieur dans les domaines de l'électronique et de l'informatique. Elle a des activités d'enseignement et recherche.

Contexte
Les technologies d’imagerie ultrasonore et de contrôle non destructif (CND) évoluent rapidement, mais restent limitées par les systèmes commerciaux : génération d’excitations standardisées, accès restreint aux couches matérielles et configuration rigide.
Ce stage vous propose de contribuer à la conception d’un échographe programmable et modulable, capable de générer et recevoir des signaux ultrasonores multi-éléments, entièrement pilotable depuis un ordinateur. Vous rejoindrez le Groupe Signal, Image & Instrumentation (GSII) de l’ESEO en lien avec l’Institut d’Acoustique – Graduate School (IA-GS) et participerez à un projet technique et scientifique, centré sur l’électronique et les systèmes embarqués.
L’objectif est de construire une plateforme ouverte et reproductible, permettant de tester des architectures électroniques avancées pour l’émission et la réception de signaux ultrasonores. Le projet repose sur le circuit MAX14813 pour l’émission, un FPGA pour le contrôle des signaux, un microcontrôleur STM32 pour la communication, et une carte d’acquisition multi-voies pour la réception.

Missions principales
Vous interviendrez sur l’intégration et le pilotage d’un système ultrasonore multi-éléments et aurez pour principales missions :

1. Intégration des fonctions existantes
   • Regrouper et synchroniser les fonctions déjà développées : contrôle FPGA des signaux, communication SPI via microcontrôleur STM32, alimentations haute tension DC-DC et linéaires.
   • Assurer une compatibilité entre tous les modules pour obtenir une plateforme cohérente et fonctionnelle.
2. Pilotage depuis ordinateur
   • Développer une interface logicielle (API Python) pour configurer les séquences, envoyer les commandes au FPGA et lire les résultats en temps réel.
   • Implémenter une mémoire pour stocker les séquences de signaux arbitraires et permettre leur lecture par le FPGA.
3. Réception et caractérisation
   • Associer la carte d’acquisition multi-voies à l’émission synchronisée.
   • Analyser et caractériser la sonde ultrasonore existante malgré l’absence du pinout constructeur.
4. Tests et validation expérimentale
   • Vérifier la stabilité et la précision des signaux générés.
   • Évaluer la synchronisation multi-élément et la qualité des acquisitions.

Verrous technologiques à résoudre

• Intégration complète de l’émission, réception et alimentation dans une chaîne unique et stable.
• Génération de signaux arbitraires multi-canaux, synchronisés et personnalisables.
• Pilotage temps réel via ordinateur avec interface simple et flexible.
• Caractérisation et contrôle d’une sonde ultrasonore sans accès direct au pinout constructeur.

Compétences requises
Nous recherchons un profil électronique et systèmes embarqués, capable d’intervenir sur l’ensemble de la chaîne : FPGA, microcontrôleur et alimentation haute tension.

• Électronique analogique et haute tension : conception de circuits pour signaux ultrasonores haute fréquence, alimentation linéaire et DC-DC.
• Électronique numérique et FPGA : pilotage de convertisseurs DAC, gestion de séquences, programmation SPI, microcontrôleur STM32.
• Systèmes embarqués et interfaces : communication entre FPGA, microcontrôleur et ordinateur.
• Instrumentation et tests : validation de signaux, synchronisation multi-voies, mesure et analyse.
• Programmation Python : développement d’API pour le pilotage et la récupération des données.

Important : nous ne recherchons pas de profils spécialisés en biomédical, traitement du signal, IA, automatique ou électronique de puissance/énergie. Une expérience FPGA seule sans connaissances en électronique et alimentation ne permettra pas de mener le stage à terme.

Profil recherché
Étudiant(e) en dernière année de Master ou école d’ingénieur avec une forte compétence en électronique et systèmes embarqués. Vous êtes rigoureux(se), curieux(se) et motivé(e) par les projets technologiques complexes, et capable de travailler sur l’ensemble de la chaîne électronique, du FPGA à l’alimentation en passant par le microcontrôleur et l’interface PC.