Programme scientifique

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.

Programme scientifique

1. Physique et Mécanique des surfaces

Ludovic Thilly (ludovic.thilly@univ-poitiers.fr / +33 5 49 49 68 31)

Pierre-Olivier Renault (pierre.olivier.renault@univ-poitiers.fr / +33 5 49 49 67 45)
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Action 1.1. Rôle des contraintes internes et des surfaces sur la réponse élastique et plastique des matériaux
(A. Joulain, J. Bonneville)
Action 1.2. Transition plasticité/endommagement et interaction avec les défauts de surface et l’environnement
(Y. Nadot, G. Henaff)
Action 1.3. Actuateurs et métrologie à très petite échelle
(P. Doumalin, V. Valle)

2. Transferts de masse et de chaleur

Jean-François Thovert (thovert@ensma.fr/ +33 5 49 49 67 78)

Damien Halm (damien.halm@ensma.fr/ +33 5 49 49 82 31)
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Action 2.1. Couplages thermo-diffuso-mécanique dans les solides viscoélastiques hétérogènes
(S. Castagnet)
Action 2.2. Oxydation et ablation des composites
(D. Halm)
Action 2.3. Dégradation thermique et combustion des solides
(T. Rogaume)

3. Modélisation des phénomènes électriques dans les fluides en mouvement

Eric Moreau (eric.moreau@univ-poitiers.fr / +33 5 49 49 69 33)

Lucien Dascalescu (lucien.dascalescu@univ-poitiers.fr / +33 5 45 67 32 45)
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Action 3.1. Modélisation de la génération des charges aux interfaces fluides-solides
(T. Paillat, P. Traoré)
Action 3.2. Accumulation, dissipation et transfert des charges électriques à la surface du solide
(P. Traoré)

4. Propriétés fonctionnelles des surfaces

Ludovic Thilly (ludovic.thilly@univ-poitiers.fr / +33 5 49 49 68 31)

Damien Halm (damien.halm@ensma.fr/ +33 5 49 49 82 31)
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Action 4.1. Rayonnement et transferts de chaleur aux nano-échelles
(K. Joulain)
Action 4.2. Barrières thermiques
(J. Cormier)
Action 4.3. Interaction de films fluides avec des surfaces en polymère et texturées
(N. Brunetière, O. Smerdova)

5. Transferts de chaleurs et combustion assisté par forces électriques

Eric Moreau (eric.moreau@univ-poitiers.fr / +33 5 49 49 69 33)

Jean-François Thovert (thovert@ensma.fr/ +33 5 49 49 67 78)
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Action 5.1. Manipulation des écoulements internes par injection de charges
(C. Louste)
Action 5.2. Méthodes électriques pour favoriser le mélange du carburant pour la combustion
(N. Bénard, M. Bellenoue)
Action 5.3. Transferts de chaleur assistés par plasma pour de nouveaux systèmes de refroidissement
(N. Bénard, E. Dorignac)

6. Phénomènes électriques aux interfaces

Lucien Dascalescu (lucien.dascalescu@univ-poitiers.fr / +33 5 45 67 32 45)

Pierre-Olivier Renault (pierre.olivier.renault@univ-poitiers.fr / +33 5 49 49 67 45)
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Action 6.1. Double couche électrique près des interfaces
(A. Thomas, L. Pichon)
Action 6.2. Injection / extraction de charges électriques dans les fluides
(D. Pai, D. Babonnette, C. Louste)
Action 6.3. Couplages entre les phénomènes tribo-électriques, hydrodynamiques, thermoélastiques aux interfaces
(L. Dascalescu)

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