Fluides et Interfaces

Une large part des sujets étudiés par les chercheurs de l’axe Fluides et Interfaces concerne la mécanique des fluides, explorée à toutes les échelles imaginables, de la molécule aux galaxies. Souvent en lien avec les sujets précédents sont aussi considérés des problèmes liés à la mécanique des solides, à la matière molle, aux milieux granulaires, aux instabilités et à la physique statistique. L’axe a une forte composante expérimentale mais il regroupe aussi des théoriciens et des numériciens.

L’axe Fluides et Interfaces regroupe les équipes :

Mécanique, Matière molle, Morphogénèse

B. Andreotti (PR UPD), K. Davitt (MCF UPD), F. Léchenault (CR CNRS), S. Moulinet (MCF SU), E. Rolley (PR UPD)

L’équipe s’intéresse à des problèmes de mécanique des fluides et des solides au contact d’autres sous-champs disciplinaires : physique non-linéaire, instabilités, physique statistique hors d’équilibre, physique des systèmes multi-échelles, géomorphologie, planétologie, etc. Leur résolution passe par une combinaison transversale d’expériences de laboratoire et de théorie ou de simulations numériques. Pour les années à venir, les principaux axes de recherche portent sur la dynamique d’adhésion de gels polymériques réticulés, sur la dynamique de mouillage de substrats hétérogènes, sur la mécanique de méta-matériaux, ainsi que sur les milieux granulaires cohésifs et leur application à la croissance de planètes. Bien que l’activité de l’équipe soit de l’ordre de la physique fondamentale, les collaborations avec l’industrie, avec des géophysiciens ou avec le milieu médical lui confèrent une coloration appliquée.

Micromégas : Nano-Fluidique

L. Bocquet (DR CNRS), A. Siria (CR CNRS)

Les thématiques de recherche de l’équipe sont à l’interface entre la matière molle, la dynamique des fluides et les nanosciences. Elle combine expériences, théorie et modélisation numérique pour explorer les mécanismes de transport aux interfaces, depuis les échelles macroscopiques jusqu’aux échelles moléculaires. Ses activités récentes concernent en particulier le transport nano-fluidique dans des nanopores, nanotubes, matériaux 2D, et visent à mettre en évidence les propriétés parfois exotiques du transport à ces échelles ultimes. Elle explore également les propriétés mécaniques aux nano-échelles grâce à des microscopes à force atomique spécifiquement développés au laboratoire. Les phénomènes inattendus qui émergent à ces échelles permettent d’explorer des voies nouvelles dans les domaines de l’énergie et de la désalinisation. Une start-up, Sweetch Energy, est issue des travaux de l’équipe dans ces sujets. L’équipe a enfin un intérêt fort pour la physique du quotidien et mène actuellement une collaboration sur les thématiques du ski et du fartage avec l’équipe de France de biathlon et Martin Fourcade.

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Physique Non-Linéaire

A. Alexakis (CR CNRS), M.-E. Brachet (DR CNRS), S. Fauve (PR ENS), C. Gissinger (MCF ENS), F. Petrelis (DR CNRS)

L’équipe étudie principalement les instabilités hydrodynamiques, la turbulence et plus généralement les phénomènes non-linéaires dans les systèmes dissipatifs loin de l’équilibre. La puissance nécessaire à maintenir un système dissipatif dans un état stationnaire, les transferts d’énergie entre injection et dissipation ainsi que leurs fluctuations, sont des problématiques caractéristiques des systèmes hors de l’équilibre. L’équipe s’intéresse actuellement à ces questions en turbulence superfluide,en turbulence d’ondes, ou en turbulence hydrodynamique, en particulier quand on sort du régime de Kolmogorov et elle étudie les conséquences de ces transferts d’énergie sur les propriétés statistiques du système. Un problème de transformation d’énergie que l’équipe a étudié en détail au cours des années récentes est l’effet dynamo, c’est-à-dire la transformation de travail mécanique en énergie électromagnétique. Ceci a conduit à considérer la modélisation au laboratoire de phénomènes astrophysiques ou géophysiques tels que les
champs magnétiques des planètes et des étoiles, et plus récemment des instabilités d’écoulements atmosphériques de grande échelle. L’étude de la magnétohydrodynamique a également conduit à considérer des problèmes impliquant des applications industrielles en étudiant des instabilités qui peuvent limiter le rendement d’un processus de conversion d’énergie (pompes électromagnétiques ou instabilité de l’interface entre deux métaux liquides).