Le projet INTERACTIFS, porté par l’Université de Poitiers en partenariat avec l’ISAE-ENSMA et le CNRS, est un programme de recherche pluridisciplinaire combinant mécanique, matériaux et énergétique.

Il s’appuie sur l’Institut Pprime et le positionne comme un centre référence sur le thème des couplages fluides – matériaux aux interfaces.

Le projet est construit autour des champs d’expertise de Pprime en physique et mécanique des surfaces, électro-fluido-dynamique, transferts thermiques et massiques dans les milieux fluides et matériaux solides. Le développement des actions de recherche sera favorisé au travers d’un réseau de collaborations internationales avec des centres références dans chacune des disciplines clés du projet.

Objectif du projet : maîtrise des interfaces Fluides et Solides.

Les approches multiphysiques sont très présentes en sciences pour l’ingénieur, une attention particulière étant accordée ici aux interactions entre phénomènes mécaniques, thermiques, électrostatiques et fluidiques. Ces couplages se manifestent aux interfaces solides et fluides.

Peu de travaux sont en pratique consacrés aux couplages fluides – solides aux interfaces, car ils nécessitent la collaboration continue de communautés scientifiques variées – physique vs mécanique ; matériaux vs fluides – s’intéressant à des échelles phénoménologiques spécifiques.

Le projet aborde cette problématique suivant une approche multi-échelle depuis l’analyse des bilans globaux, via l’interphase caractérisée par de forts gradients – de quantités physiques et de propriétés induites des milieux -, jusqu’aux échelles les plus fines des mécanismes physiques élémentaires. Ainsi, la maîtrise des interfaces, depuis la conception et l’élaboration des surfaces jusqu’à l’analyse de leurs propriétés en termes de transferts de chaleur, de masse et de charges est un élément clé en vue de piloter et contrôler la dynamique de ces phénomènes physiques.

Vers trois champs de recherche novateurs.

L’originalité du projet repose sur la combinaison de trois domaines de compétences de l’Institut Pprime – physique et mécanique des surfaces, transferts de chaleur et de masse, phénomènes électrostatiques – ouvrant de nouveaux champs de recherche (voir figure ci-contre).

Les enjeux scientifiques concernent l’élasticité/plasticité, les effets d’environnement sur les transitions de phase et l’endommagement, l’influence de l’état de la surface sur les transferts, l’évolution de cette surface sous l’effet de l’écoulement, les réactions chimiques à l’interface, la double couche électrique, l’électrification de l’écoulement…

Ces travaux nécessitent à la fois le développement d’outils spécifiques d’élaboration et de transformation des premières couches atomiques des surfaces, et des travaux de modélisation et de simulation faisant appel aux moyens de calcul locaux et nationaux.