Assemblée Générale GDR DI2I

17 juin 2026, 12:30 → 19 juin 2026, 14:30 Europe/Paris

Amphithéâtre (LPSC Grenoble )

Assemblée Générale du GDR DI2I

---

17 Juin (14:00) - 19 Juin (12:30), LPC Grenoble 

En plus des sessions thématiques par Work Package (WP) l'AG proposera des sessions spéciales :

• Session poster générale
  Responsables : Giulia Hull, Mariangela Settimo

• Une presentation sur l'EcoConception des détecteurs  

• Mini-session « Applications pour le spatial »
  Objectif : Présenter les défis, projets ou solutions technologiques de pointe, et identifier les compétences et besoins.
  Responsables : Giulia Hull, Mariangela Settimo

• Table ronde sur l’intelligence artificielle pour la conception de détecteurs, électronique, trigger et études de performances.
  Un nouveau WG sur l’IA sera intégré au sein du GDR cette année.

Work Packages (WP) pour les sessions thématiques

• Détecteurs gazeux (responsable : Gabriel Charles)
• Détecteurs à semi-conducteurs (responsables : Marie-Laure Gallin-Martel, Jérôme Baudot)
• Détecteurs cryogéniques et capteurs quantique (responsables : Andrea Catalano, Julien Billard)
• Calorimétrie et photo-détecteurs (responsable : Mathieu Bongrand, Sara Marcatili)
• Circuits intégrés et DAQ (responsable : Frédéric Druillole)

mer. 17 juin

12:30 Lunch

Session: Introduction / Practical Info

Applications pour le spatiale: Space Applications

Présidents de session: Aurelia SECROUN (Aix Marseille Univ, CNRS/IN2P3, CPPM), Sophie Henrot-Versille (IJCLab/IN2P3/CNRS)

1 Instrumentation spatiale à l'IN2P3

Orateur: Sophie Henrot-Versille (IJCLab/IN2P3/CNRS)

2 Développement de détecteurs TES haute sensibilité pour les instruments d’observation millimétrique polarimétrique de prochaine génération

L’étude de l’Univers froid ouvre une fenêtre unique sur nos origines, qu’il s’agisse de la formation des étoiles au sein des nuages proto-stellaires ou des premières phases de l’Univers révélées par l’analyse fine du rayonnement fossile (CMB, Cosmic Microwave Background). La polarisation (modes E et B, en particulier la recherche de la signature polarisée des ondes gravitationnelles primordiales) et la spectroscopie (distorsions spectrales permettant de sonder au-delà de l’horizon actuel du CMB) constituent des outils essentiels pour explorer ces phénomènes
Les instruments d’observation opérant dans les domaines sub-millimétrique et millimétrique reposent sur différentes technologies de détecteurs, mais seuls les détecteurs bolométriques résistifs ont été déployés dans l’espace à ce jour, notamment dans les satellites Herschel et Planck. À l’aube des années 2000, une nouvelle génération de bolomètres à transition supraconductrice (Transition Edge Sensors, TES) a été proposée et a démontré sa capacité à atteindre une sensibilité ultime limitée par le bruit de photon tout en étant déployable en matrices de plusieurs milliers de détecteurs. Cette technologie s’est fortement développée aux Etats-Unis ces dernières années pour l’observation en gamme millimétrique depuis le sol dans le cadre du programme CMB-S4. Elle a été retenue pour le plan focal de la mission LiteBIRD qui requiert la fourniture par l’Europe de matrices de grandes dimensions à l’échelle du wafer avec des détecteurs bi-bandes et bi-polarisations.
Cette communication présente les activités engagées pour développer une filière française et européenne de détecteurs TES destinée aux futurs instruments d’observation polarimétrique en gamme (sub-)millimétrique et en particulier LiteBIRD. Cette filière repose sur des moyens technologiques de pointe capables de lever les verrous critiques liés à l’intégration à grande échelle, aux rendements de fabrication et à la reproductibilité nécessaires pour les grands plans focaux et les missions spatiales.

Orateur: Timothée Tollet (Astroparticule et Cosmologie - In2p3)

3 LISA

Orateur: Hubert Halloin (APC / Université Paris Cité)

4 COMCUBE-S : un essaim de CubeSats pour l'astronomie gamma

Orateur: Vincent Tatischeff (CSNSM)

5 Caractérisation de détecteurs infrarouges sur la plateforme PICA

Orateur: Aurelia Secroun (Aix Marseille Univ, CNRS/IN2P3, CPPM)

15:45 Coffee break

Projets R&T

6 Microdosimetry Fast readout electronics R&T

Microdosimetry is used to measure the dose delivered in Hadron Therapy. The actual 2d-array system designed and produced by IMB-CNM can measure proton intensities of up to 10^8 p/s/sqcm. It is composed of micro cylindrical Si-detectors arrays of 1000 channels. New therapy requires higher beam intensities of up to 10^10 or 10^11 p/s/sqcm in which this actual electronics cannot handle.This R&T is based on new electronics which can handle beam intensities up to the required value. A proof of Concept is designed at IJCLAB to validate this new electronics concept. It is composed of 2 x 4 channels of different detector array types. These detectors are mounted and bonded on 8 High frequency amplifiers and then the signal is digitized @ 8 GHz SAMPIC module. The goal of this R&T is to build a multichannel demonstrator qualified on a proton accelerator with energy ranges from 6 to 20 MeV. This R&T is a collaboration between IJCLAB electronic department and Bio Alto group with IMB-CNM CSIC lab of Barcelona.

Orateur: M. Nabil KARKOUR (CNRS/IN2P3/IJCLAB)

7 Projet R&T AIMS : Artificial Intelligence for Mass Spectrometry

Le projet R&T AIMS (Artificial Intelligence for Mass Spectrometry), proposé par IJCLab (Orsay) et le LPSC (Grenoble) sur une durée de 36 mois, vise à optimiser les processus d’analyse des spectres de masse mesurés auprès d’équipements de spectrométrie. Plusieurs laboratoires de l’IN2P3 (IJCLab Orsay, LPSC Grenoble, GANIL Caen) hébergent ce type de dispositif. Ainsi, à IJCLab, le spectromètre EVE (MeV Nps ToF-SIMS) couplé à l’accélérateur 4MV Andromède, utilise un faisceau de nanoparticules d’or énergétique pour caractériser la composition chimique et la structure de surface à l’échelle nanométrique. En fonctionnement au sein de la plateforme MOSAIC, il accueille des expériences menées dans le cadre de collaboration multidisciplinaire allant de la science des matériaux aux applications en biologie. Par ailleurs, au LPSC Grenoble, la spectrométrie de masse est utilisée pour qualifier le fonctionnement de la source d’ions Booster de charges, notamment en termes de pureté des faisceaux d’intérêt extraits.

L’objectif principal d’AIMS est de développer des algorithmes d’AI dédiés à la reconnaissance automatique des pics et à leurs annotations (labels) afin d’identifier les signatures spectrales caractéristiques des composés analysés, d’optimiser les processus d’analyse hors-ligne, de réduire le temps d’analyse et de permettre une analyse plus globale des spectres (recherche de contaminants, métabolites par exemple).

Le principe est de développer une méthodologie pour constituer une base de données représentative des dispositifs expérimentaux, construite par prétraitement des spectres expérimentaux calibrés en fonction des rapports masse/charge (m/z) et complétée de spectres simulés. Les données seront structurées dans des formats standards directement exploitables pour l’entraînement de modèles d’AI, tels qu’un perceptron multi-couches ou un réseau de neurones convolutif 1D.

La méthodologie sera mise au point et validée sur les données issues de la plateforme MOSAIC-Andromède et en parallèle sur celles produites par le LPSC. La base de données sera évolutive et les algorithmes mis au point pourront ensuite être adaptés à l’analyse de données expérimentales provenant d’autres instruments, tels que les pièges à ions (ISOLTRAP à ISOLDE/CERN, HINA à IJCLab).

Orateur: Thomas Zerguerras (IJCLab)

8 XeLab, improving Ionization signal on a Xenon TPC

This talk begins with a review of recent efforts to enhance the performance of ionization signal readout in Xenon Time Projection Chambers (TPCs). It then presents the ongoing R&D activities and future directions that will be pursued using the XeLab cryogenic system at LPNHE, aiming to advance detector sensitivity and efficiency.

Orateur: Luca Scotto Lavina (LPNHE Paris)

Détecteurs à semi-conducteurs

9 Résistance aux radiations des détecteurs diamants CVD : efficacité, défauts et recuit

Les détecteurs diamant CVD sont utilisés pour mesurer des flux importants de particules grâce à leur excellente résistance aux radiations, leur large bande interdite et leur rapidité de réponse. Cette présentation présentera leur dégradation sous irradiation par protons (68 MeV) et ions hélium (64 MeV), en comparant diamants monocristallins (sCVD) et polycristallins (pCVD).
Le paramètre clé est l’efficacité de collecte de charges (CCE). Les résultats montrent que la CCE diminue avec la fluence à cause de la création de défauts cristallins (lacunes, défauts de Frenkel) qui agissent comme pièges pour les porteurs de charge.
Un seuil de dégradation important apparaît autour de 10¹⁴ protons/cm², où la densité de défauts devient suffisante pour fortement limiter le transport de charge. Les sCVD passent d’une efficacité proche de 100 % à une forte dégradation, tandis que les pCVD montrent un comportement plus complexe, avec un effet de remplissage des pièges (“priming”) pouvant temporairement améliorer la CCE.
Des techniques complémentaires (spectroscopie alpha, XBIC, Raman) permettent de relier ces performances à la formation de défauts microscopiques. Enfin, un recuit thermique à 1000 °C permet une récupération partielle en réduisant certains défauts actifs.
L’étude a été réalisée au sein du projet DIAMMONI qui a permis d’intégrer un détecteur diamant sur la ligne de faisceau d’ARRONAX en 2024, permettant alors une monitorage faisceau dans des conditions d’irradiation FLASH.

Orateur: Robin Molle (DIAMFAB)

10 SPARC - Sensor Pixel Asynchronous Readout CMOS

SPARC (Sensor Pixel Asynchronous Readout CMOS) is a monolithic active pixel sensor prototype developed to investigate asynchronous readout architectures for high-rate detection systems. The proposed design relies on locally interconnected fixed-priority N:1 arbiters enabling fully column-parallel readout without global control signals, targeting low power consumption and timing performance in the 10 ns range. This contribution mainly focuses on the architecture and operating principles of the asynchronous readout scheme. Preliminary measurements from the fabricated prototype are presented and compared with simulations, providing an initial validation of the concept and perspectives for future large-scale implementations.

Orateur: Camille FOURNIER

11 AlphaBeast : un détecteur CMOS actif pour la dosimétrie neutronique en temps réel

Ce système modulaire permet une caractérisation 4D en ligne (x,y,z,t) du
flux neutronique dans des champs de rayonnement couvrant une large gamme
d’énergies, du keV au GeV, y compris dans des environnements complexes.
Il repose sur une technologie CMOS X-FAB avec ouverture dans l’oxyde,
susceptible d’en faire une solution viable pour la dosimétrie neutronique, notamment pour l’hadronthérapie, la radioprotection spatiale et le démantèlement.

Plusieurs résultats de qualification, associés à des simulations et
issus de campagnes de mesures sous faisceau, seront présentés.
À terme, un réseau de modules connectés permettra d’établir une
cartographie de la dose neutronique dans tout type d’environnement.

Orateur: Djokhar BETELGUERIEV

12 Diamond-based beam monitors for real-time quality assurance in synchrotron and compact-source spatially fractionated radiotherapy

Advanced radiotherapy modalities require detectors capable of real-time beam monitoring, high spatial resolution and minimal beam perturbation. This work presents the development and experimental evaluation of diamond-based beam monitors for synchrotron MRT and compact X-ray platforms. A large-area single-crystal CVD diamond microstrip detector, composed of eight tiled 150 µm-thick sensors with 136 aluminium strips, was characterised at ESRF ID17 and the Australian Synchrotron IMBL using single microbeams, microbeam arrays, shaped fields and water-equivalent phantoms. Its response was assessed for strip uniformity, beam centring, field imaging and transmitted-beam attenuation, supported by GATE/GEANT4 simulations. The detector resolved individual microbeams, reproduced circular and preclinical field geometries with sub-millimetre agreement, and measured attenuation coefficients generally within ±2.5% of Monte Carlo predictions. In parallel, a pixelized diamond detector is being implemented on the Small Animal Radiation Research Platform (SARRP) to monitor millimetric beams, compare diamond response against radiochromic film, and enable real-time quality assurance for compact-source SFRT experiments. This dual approach links synchrotron validation with translational compact irradiators, supporting safer delivery, treatment verification, and dose reconstruction. Together, these developments establish diamond detectors as promising tools for online monitoring and synchronized upstream–downstream transit dosimetry in preclinical radiotherapy.

Orateur: Tiago Bettio (University Grenoble Alpes)

jeu. 18 juin

Circuits intégrés et DAQ

13 Electronique de Ricochet

Présentation de l'électronique d'acquisition de l'expérience Ricochet.

Orateur: Cyrille Guerin (IP2I (CNRS/IN2P3))

14 Détecteurs KIDs : Développement de chaîne d'acquisition

• KID Readout FOCUS (2GHZ BW)
• KID Readout V3 (Low Cost)
• Thèse aboutie sur le traitement de signal FPGA
• Design Amplificateurs Cryo (Meilleure intégration)
• Mezzanine Analogique (LO embarqué)
• Software NYX (interface web & interconnexion de noeuds)
• Software UDIP (Lib UDP linux natif)
• Simulateur de KIDS (tests sans cryostat)

Orateur: Julien Bounmy (CNRS/IN2P3/LPSC)

15 FemtoSynch

Avec la complexification des expériences, le besoin de synchronisation en temps et de stabilité des horloges augmente pour les détecteurs comme pour les accélérateurs. Le White Rabbit est une solution permettant de traiter ces points. Il a été développé par le CERN ce qui explique sa grande utilisation dans notre domaine et au-delà. Les systèmes existants permettent d’atteindre des performances de l’ordre de la centaine de picosecondes RMS. L’amélioration des performances permet de déployer encore plus le White Rabbit.
Dans ce contexte, nous avons développé la carte IDROGEN à travers deux R&T : DAQGEN et TIMED. Elle permet la synchronisation de circuits électroniques à 1 ps grâce à une amélioration de la technologie White Rabbit. Accompagné de cartes filles issues de ces R&T et d’autres projets, elle permet des acquisitions continues du signal à haute précision. C’est un des sous-produits des performances de synchronisation d’IDROGEN. Les performances de ce système ont suscité l’intérêt de plusieurs projets et installations (KEK, REFIMEVE, CTA, etc.)
Suite aux collaborations avec le LTE et lors de la préparation du projet PERLE, nous avons identifié le besoin d’ajouter des fonctionnalités à la carte IDROGEN pour distribuer des horloges avec une stabilité en dessous de 50 fs RMS. Nous visons de le faire pour un coût abordable pour des infrastructures de recherche. C’est un verrou technologique dont la levée pourrait faire l’objet d’un projet de prématuration.
L’objectif est la réalisation d’un prototype pour préparer un transfert technologique. Car nous visons une industrialisation de production de cartes pour environnement scientifique.
L’évolution présentée ici permettra de continuer à travailler avec ces cartes filles et facilitera le développement d’autres cartes selon les besoins de projets. Car un des enjeux est la modularité : permettre la réutilisation de développements pour d’autres projets.

Orateur: M. Daniel Charlet (IJCLAB)

Détecteurs gazeux

16 Purification extrême des gaz de détection pour les expériences de Matière Noire et Physique du Neutrino

moved in the morning

Orateur: Prof. Jose Busto (CPPM / Universite Aix-Marseille)

10:25 Coffee break

Détecteurs cryogéniques et capteurs quantiques

17 Ricochet's CryoCube

Orateur: Juliette BLE

18 LV HPGe detector for TESSERACT

Orateur: Jules Colas

19 CUPID and CROSS status

The search for neutrinoless double beta decay ($0\nu\beta\beta$) is one of the most important challenges in contemporary neutrino physics. The observation of this hypothetical process would demonstrate the violation of lepton number conservation and establish the Majorana nature of neutrinos, providing direct evidence for physics beyond the Standard Model. The sensitivity of next-generation experiments is largely determined by their ability to achieve excellent energy resolution while reducing radioactive backgrounds to unprecedented levels.
\vspace{2mm}

The Cryogenic Underground Observatory for Rare Events (CUORE) has demonstrated the maturity of large-scale bolometric detectors. Building on this experience, the next-generation experiment CUPID (CUORE Upgrade with Particle IDentification) aims to explore the inverted neutrino mass ordering region by operating a tonne-scale array of enriched cryogenic calorimeters with active particle identification. To achieve its physics goals, CUPID targets an ultra-low background index corresponding to a nearly background-free experiment over its expected exposure.
\vspace{2mm}

The CROSS demonstrator, installed at the Canfranc Underground Laboratory in Spain and taking data since October 2025, is a standalone experiment while also serving as a large-scale technological demonstrator for CUPID. Its primary objective is to validate the detector technologies, background-rejection strategies, and cryogenic light-detection techniques required for future tonne-scale bolometric experiments. In particular, CROSS provides the first large-scale validation of Germanium and Silicon based cryogenic light detectors coupled to scintillating Li$_2$MoO$_4$ absorbers. The efficient detection of the scintillation light emitted by the crystals is essential for discriminating between $\alpha$ and $\beta/\gamma$ interactions, one of the key requirements for achieving the ultra-low background levels targeted by CUPID. Demonstrating stable operation, high signal-to-noise performance, and reliable particle identification with Silicon light detectors is therefore a crucial milestone toward their deployment in future large-mass experiments.
\vspace{2mm}

The CROSS demonstrator represents a crucial technological milestone on the path toward CUPID, providing a full-scale validation of detector concepts and background-rejection techniques required for tonne-scale cryogenic experiments. By combining excellent energy resolution, active particle identification and Neganov-Trofimov-Luke amplified light detection, CROSS aims to demonstrate the background suppression necessary for the next generation of neutrinoless double beta decay searches. In particular, CROSS will validate Silicon-based cryogenic light detectors for the detection of scintillation light from Li$_2$MoO$_4$ crystals. Their lower cost and greater scalability, while maintaining excellent performance, make them especially attractive for future large-scale experiments such as CUPID. The experiment will therefore provide essential input for CUPID's goal of reaching a background index of the order of $10^{-4}$ counts/(keV,kg,yr), enabling a nearly background-free exploration of the inverted neutrino mass hierarchy region and potentially setting the most stringent limits on the $0\nu\beta\beta$ half-life of $^{100}$Mo.

Orateur: Roberto SERINO

20 BINGO and TINY Status

Neutrinoless double beta decay is a hypothetical process of great interest for neutrino physics. If observed, it would confirm the Majorana nature of neutrinos. Currently, technologies used for ton-scale experiments will reach sensitivities of O(10) meV to effective Majorana mass (mbb). However, if we need further investigation with higher sensitivities, innovative detection techniques have to be developed. This is the focus of BINGO (Bi-Isotope 0νββ Next Generation Observatory) and TINY (Two Isotopes for Neutrinoless double beta decaY search) projects: advance the neutrinoless double beta decay searches beyond current reach with bolometric detectors.
BINGO focuses on background reduction and strategically combines two isotopes, 100Mo and 130Te, embedded in Li2MoO4 and TeO2 crystals. Key features of the BINGO project include a compact detectors’ assembly to minimise passive materials, enhanced light detectors and a BGO-scintillator-based cryogenic veto. Thanks to the higher Q-value of 100Mo, LMOs are less affected by natural β/γ backgrounds. Additionally, NTL-assisted light detectors will enable efficient α-background rejection in TeO2 crystals and pile-up rejection in LMOs. A dedicated cryogenic infrastructure has been installed and validated at the Modane Underground Laboratory (LSM), providing the necessary environment for low-background operations. Data-taking with prototype detectors is ongoing to validate the technological solutions and optimise the final design. A first physics run with MINI-BINGO is foreseen for the beginning of autumn. The TINY project aims to develop bolometric detectors incorporating 96Zr and 150Nd isotopes, which have the highest Qββ values among candidate nuclei, thus positioning the region of interest above most natural gamma and beta backgrounds. Additionally, the large phase-space factor enhances sensitivity to the effective Majorana neutrino mass. A 20 g Cs2ZrCl6 (CZC) crystal was measured for the first time as a scintillating bolometer, with simultaneous heat and light readout, using NTDs (Neutron transmutation doped) thermistors. The results demonstrate a promising performance in terms of sensitivity and energy resolution and the dual readout provides efficient discrimination between β/γ and α events, confirming the feasibility of building a Zr-based 0νββ bolometric experiment. A small-scale demonstrator is planned at the end of the project, with the aim to get precision measurement of 2νββ spectra of the isotopes under investigation and to achieve new limits for their 0νββ decays.

Orateur: Sara VESCE

21 CMB high angular resolution observations with KID

Orateur: Juan Francisco Macias-Perez (LPSC)

22 MKID spectrometer filter bank for Line Intensity Mapping experiments

Microwave Kinetic Inductance Detectors (MKID) are a promising technology for the next generation of cryogenics experiments.
Where Line Intensity Mapping experiments require a high frequency multiplexing and a large range of spectrale resolution, we designed and simulated a new one layer coplanar filter bank spectrometer MKID.
This new spectrometer uses a commun short circuit between the readout quarter wavelength (MKID) and the filter quarter wavelength (filter).
We simulated multiple channels going up to 100% transmission power to the MKID.
One benefits of this design, is the flexible coupling capacitance between the feedline and the filter. We have been able to design and simulated one high resolution spectrometer (R = 2300) and one low resolution spectrometer (R = 230) without changing his behaviour.

Orateur: Paul Tagnon (APC, CNRS)

Lunch

Eco-conception des détecteurs

Président de session: Samuel Calvet (LPCA / IN2P3 / CNRS)

23 Eco-conception de détecteurs

Orateur: Samuel Calvet (LPCA / IN2P3 / CNRS)

Détecteurs gazeux

24 Développement de µTPC Micromegas pour la recherche d'évènements rares

Orateur: Olivier Guillaudin (LPSC)

25 Tomographie nucléaire avec le détecteur ALERT à Jefferson Lab

Orateur: Félix TOUCHTE CODJO (PHE/JLab-EIC)

26 R2D2

15:50 Coffee break

Circuits intégrés et DAQ

27 SiPM and diamond front-end electronics made in LPSC

Cette présentation porte sur l’électronique de lecture des SiPM et des détecteurs diamant, dans le cadre du suivi en temps réel du dépôt de dose en protonthérapie. Le principe de reconstruction du parcours des particules repose sur une mesure de timing exigeante, i. e. pour une résolution au millimètre, il est nécessaire de mesurer à 100 ps près. Pour répondre à cette exigence, nous avons développé une électronique de mise en forme du signal et d’acquisition, composée d’un étage d’amplification RF bas bruit, d’un étage de discrimination à fraction constante rapide, et enfin d’une conversion temps-numérique implémentée sur FPGA. La présentation inclut la description et la caractérisation de chaque sous-partie.

Orateur: Christophe Hoarau (LPSC - IN2P3 - CNRS)

28 Optimisation de l'inference de reseaux de neurone pour FPGA Xilinx-AMD.

Les outils d'inférence liés au langage de haut niveau HLS comme FiNN ou HLS4ML ont des limites dans leur façon d'optimisation des resources. En utilisant directement une description en langage bas niveau comme le VHDL, nous pouvons gagner un facteur 5 sur la quantité de ressources utilisées et un facteur 2 à 3 sur le temps de latence.
Dans cette presentation, nous montrerons un ensemble d'outils sous python permettant de maîtriser l'inférence des modèles d'IA en terme de ressources et de temps de latence. Nous appliquerons cette méthode à un modèle pour les ondes gravitationnelles et pour le traitement du signal de détceteurs capacitifs.

Orateur: M. Guillaume Maraninchi (LP2IB)

Round Table: AI for detector design

29 Principe du Machine Learning

Pour preparer la table ronde sur l'IA, je ferais un tour d'horizons des techniques de machine learning, notament à base de reseaux de neurones.
J'expliquerai les principes de l'IA générative basé sur les VAE, GAN modeles de diffusion et les LLMs basés sur les transformers. Je terminerai sur les AI Agents.

Orateur: Frederic Druillole (CNRS-LP2IB)

30 Roadmap IA de l'IN2P3

Il s'agit de presenter la feuille de route IN2P3 concernant l'IA dans notre recherche.

Orateur: Julien DONINI (UBP/LPC/IN2P3)

31 Discussion sur l'IA dans la conception d'équipements scientifiques

18:30 Cocktail / Poster session

ven. 19 juin

Projets R&T

32 Skipper CMOS: a single electron capacity fast camera

Skipper CCDs have introduced a qualitative leap in low-noise charge measurement by enabling non-destructive multiple readout of the same pixel. By averaging repeated measurements, the readout noise can be reduced to arbitrarily low levels, allowing the robust counting of single electrons. This capability has opened new opportunities in rare-event searches, in particular for low-mass dark matter detection. However, the serial readout architecture of CCDs imposes a major limitation: achieving sub-electron noise requires long acquisition times, with full-frame readout times reaching up to tens of hours for large sensors.
Skipper CMOS sensors aim to overcome this limitation by combining the single-electron sensitivity of Skipper architectures with the massively parallel readout capabilities of CMOS imagers. The goal is to reduce image acquisition times from hours to the millisecond scale while preserving ultra-low noise performance. Such a breakthrough would extend single-electron-sensitive imaging far beyond dark matter searches, enabling applications in quantum imaging, low-dose microscopy, soft X-ray and EUV imaging, low-light beam diagnostics, and photon-starved astronomical observations such as direct exoplanet searches.
In this talk, I will present the development of Skipper CMOS sensors within the PARIS-CMOS project (“Platform for Advanced Readout and Imaging with Skipper CMOS”), based on the fully depleted CMOS technology of the INFN ARCADIA platform. I will discuss the sensor concept, current prototype developments, and the prospects for achieving fast, large-area imagers with single-electron resolution.

Orateur: Xavier Bertou (IJCLab)

33 Développement d’un ASIC de lecture comptage de photons pour un photodétecteur multi-anode pour une application spatiale

L’objectif de ce projet est de concevoir, fabriquer et caractériser un ASIC 64 voies, « SPACIROC4 », pour la lecture des photomultiplicateurs multi-
anodes, destiné au comptage de photons uniques dans le cadre d’expériences spatiales. Développé avec une nouvelle technologie 130nm/65nm
nm, il permettra d’améliorer considérablement les performances obtenues avec la génération précédente de circuit (SPACIROC3) basée sur la
technologie AMS SiGe 350 nm, désormais obsolète.

Orateur: Fatima Mehrez (OMEGA / IN2P3)

34 Refroidissement des détecteurs par ébullition de CO2 en microcanaux

L’objectif du projet « microcanaux » est l’étude des échangeurs de chaleurs à canaux submillimétriques pour les détecteurs de traces nécessitant une haute tenue aux radiations et une résolution temporelle meilleure que la ns. Cette technologie, plus performante que celles mises en œuvre sur les détecteurs de traces actuels, trouve son utilité pour refroidir des systèmes électroniques ayant besoin d'une grande puissance d'extraction de chaleur dans un volume restreint et avec une quantité de matière réduite. Dans ce projet, les laboratoires, LPSC, LEGI, CPPM et LPNHE, se sont associés pour travailler sur la conception, la caractérisation, la modélisation et l'optimisation d'échangeurs de chaleur utilisant l'ébullition du CO2 pour permettre le refroidissement des détecteurs.

Le CPPM étudie depuis quelques années des méthodes de production d’échangeurs de type plaque de silicium avec des méthodes de fabrication plus simples et moins coûteuses ainsi que des techniques de connexion fluidiques. Le LPNHE travaille sur l'optimisation des performances des échangeurs et contribue aussi au projet AIDAInnova en développant, en parallèle, des échangeurs constitués de micro-tubes en composite carbone. Le LEGI et le LPSC travaillent sur la caractérisation expérimentale des échangeurs ainsi que sur le développement d'outils de simulation numérique et de modélisation prédictifs pour la communauté HEP, conduisant à réduire le recours à la caractérisation des performances de prototypes, processus long et coûteux, permettant d’orienter les choix de conception. Les outils de calcul disponibles jusque-là ne permettent pas de simuler la complexité des écoulements rencontrés au sein des échangeurs, ni de prendre en compte leurs géométries particulières.

Les développements technologiques ont permis d'identifier de nouvelles solutions de fabrication d'échangeurs. Les premiers résultats obtenus sur le banc d'essais ont permis d'identifier une corrélation permettant de prédire les performances thermiques à forte fraction volumique de vapeur. De plus amples travaux sont nécessaires pour identifier le comportement thermohydraulique de ces échangeurs pour des fractions volumiques de vapeur intermédiaires, ainsi que pour trouver les solutions technologiques pour assembler ces échangeurs sous forme de réseaux. Depuis 2023, avec la participation initiale du LAPP, les laboratoires sont associés dans le cadre du Master projet R&T IN2P3 éponyme, permettant de fédérer les efforts de l’institut dans ce domaine. L’équipe est également en contact étroit avec les experts du CERN (EP-DT) et contribue au DRD8 de l’ECFA.

Orateur: damien colombet (legi)

35 Quantum dots

Orateur: Véronique Puill (CNRS-IN2P3-IJCLab)

10:07 Coffee break

Calorimétrie et photodétecteurs

36 Study of elpasolite crystals for neutron/gamma spectroscopy : First measurements with CLYC:Ce∗

The spectroscopy of decay products is one of the three pillars of low-energy beam exploitation techniques produced by the ISOL method. Decay stations can be found in all facilities using the ISOL technique to produce radioactive beams, such as ALTO (France), ISOLDE (CERN), and IGISOL (Finland), as well as in future facilities like SPES (Italy) and DESIR (France), to name a few in Europe

In the context of β decay, it is important to note that the total energy released during this process, denoted as Qβ , can exceed 10 MeV as we venture further from nuclear stability. At the same time, the energy required to remove a neutron (Sn) decreases, resulting in the emission of unbound neutron(s) alongside the expected γ-rays.

Elpasolite crystals containing 35Cl such as CLYC:Ce represent a promising way to detect and discriminate both neutrons and γ-rays coming from such decay while measuring their energies. The ANR project SENSE (Scintillating Elpasolite for Neutron Spectroscopy Enhancement) aims to study such crystals using detailed Geant4 simulations in association with experimental measurements.

We started this project using a 3" × 4" CLYC:Ce crystal in order to measure several physical quantities such as its resolution, efficiency and homogeneity. Those measurements were first performed for gamma only and are combined with simulations performed via Geant4 for comparaison.

So far, the study of neutron interaction with the crystal is being studied and experiments using ALTO facilities are planned. Also, Geant4 does not implement well the cross-section of neutron interacting with chlorine and this part of the work is still in progress. Our presentation will share the results we have obtained for this CLYC crystal and the on-going work that is performed at IJCLab.

Orateur: Isaac ZEGHNI (IJCLab)

37 Utilisation de la fluorescence de l'air pour le contrôle en ligne des faisceaux d'ions

L’énergie des plateformes d’irradiation radiobiologique est généralement de l’ordre de quelques MeV à quelques dizaines de MeV ne permettant pas d’utiliser les outils diagnostiques conventionnels (comme les chambres d’ionisation, utilisée sur les installations cliniques pour des énergies de plusieurs centaines de MeV) à cause de la perte d’énergie trop importante. Une des solutions est d’utiliser le volume d’air ambiant, présent entre la fenêtre de sortie de la ligne d’irradiation et les échantillons biologiques, comme milieu scintillant. L’ionisation des molécules de diazotes par les particules chargées va entrainer l’émission d’un spectre UV (entre 300 et 400 nm, avec un pic principal à 337 nm). Cette lumière peut être quantifiée à l’aide de photodétecteur rapide, tel que des PMTs ou SiPM.
Des études ont été menées au cyclotron ARRONAX avec différentes particules (proton et alpha), avec différentes structures temporelles (quasi-continu aux impulsions de l’ordre de la μs) et avec différentes intensités (courant faisceau de quelques nA au μA). Ces études ont montré la capacité de suivre en temps réel le faisceau d’ions avec une résolution temporelle de l’ordre de 1 ns sur une grande gamme d’intensité (du conventionnel < 1 nA à l’ultra haut débit de dose > 1 μA), de manière stable, répétable et reproductible. Des études sont à venir afin de comparer la réponse SiPM/PMT. Enfin des développements sont en cours à ARRONAX/SUBATECH et à IJCLab sur des moniteurs profileur de faisceau utilisant la fluorescence de l’air.

Orateur: Quentin Mouchard (IJCLab)

38 Scintillation time distributions of ZnWO4 4signal for electrons and low-energy protons

Orateur: Denys Klekots (CERN)

39 PSD technique applied to a GRAiNITA-like detector

Orateur: Dr Mykhailo Yeresko (UCA)

Détecteurs à semi-conducteurs

40 Imageur à Rayon-X pour l'étude du plasma de ITER

Le réacteur ITER prévu en 2034 doit montrer la faisabilité scientifique et technique de la fusion nucléaire comme source d'énergie massive, durable et décarbonée. Situé à Cadarache, ce réacteur expérimental vise à produire un « plasma en combustion » capable de générer 500 MW de puissance thermique pour seulement 50 MW injectés. La machine est équipée des systèmes de diagnostic afin de mesurer et surveiller les propriétés du plasma. Le système XRCS (X-ray Crystal Spectroscopy) est un spectromètre composé d’une matrice de pixels mesurant les raies d'émission spécifiques d'ions lourds (Xénon Xe44+, Xe47+, Xe51+ et Tungstène W64+) permettant de reconstruire les profils de température ionique et de rotation du plasma. Cette présentation montre l’approche d’un capteur à base de MAPS pour le système XRCS.

Orateur: M. Patrick Pangaud (CPPM, Aix Marseille Université, CNRS/IN2P3, Marseille, France)

41 Tests of AC-LGAD readout (titre à confirmer)

Orateur: Ana Sofia Torrento Coello (CNRS)

42 perovskites

Orateur: Trong Tam NGUYEN (LPSC)

Session: Conclusions

13:03 Lunch