Descriptif

David Quéré – david.quere@polytechnique.edu
Julien Husson – julien.husson@polytechnique.edu

Les objectifs du stage sont multiples :

• Initiation à la démarche scientifique prospective,

• Apprentissage de techniques expérimentales de pointe ou développement de modélisations complexes,

• Compréhension de certains enjeux scientifiques, économiques ou éthiques de la recherche,

• Participation à la vie et au fonctionnement d’une équipe de recherche.

Dans le cadre du stage, vous serez intégré à une équipe, dans un organisme de recherche, en France ou à l’étranger. Certains stages pourront toutefois avoir lieu en milieu industriel (laboratoires mixtes CNRS/industrie, startups).

Description générale du stage :
La matière molle étudie le comportement de matériaux particuliers comme les fluides physiologiques ou agroalimentaires, les peintures, le pétrole, les polymères fondus, les cristaux liquides, les cosmétiques, les mousses, les boues ou les milieux granulaires. Tous ces matériaux sont des fluides complexes posant des questions de stabilité et de rhéologie (ils coulent souvent de façon non intuitive). Leur comportement macroscopique est fortement influencé par leur microstructure et leurs propriétés interfaciales. Leur étude implique un couplage entre mécanique, chimie et physique, des modes de raisonnement spécifiques (lois d’échelle) et un aller-retour constant entre sciences fondamentales et appliquées.

La microfluidique regroupe les sciences et technologies permettant de manipuler de très petits volumes de fluide, du femto-litre au nano-litre, dans des structures microfabriquées. Ce domaine, nouveau et très pluridisciplinaire, transforme les techniques de la biologie et de la chimie. Au-delà des questions de recherche fondamentale qu’il soulève, les technologies microfluidiques sont à la base de nombreuses startups dans les applications médicales et pharmaceutiques.

Thèmes :
Les thèmes d’étude peuvent couvrir la mécanique des fluides, la mécanique des solides, la physique statistique et la science des matériaux.

• Fluides complexes : écoulement de polymères (rhéologie, injection dans un moule…), effets de fibres (composites), comportement de fluides pâteux et d’émulsions, milieux granulaires, dynamique des suspensions (modèles statistiques ou macroscopiques, mesures, relations de fermeture…), systèmes à surface libre (gouttes, films et bulles).

• Microfluidique : étude des écoulements mono- ou diphasiques à petite échelle, transport et mesure de matériel biologique ou chimique.

Les stages :
Bien que de nombreux stages soient expérimentaux, des sujets de modélisation numérique sont également proposés. Les stages se déroulent en France ou à l’étranger et sont organisés sur mesure selon les intérêts des élèves et le pays choisi. Ils sont définis à partir du réseau mondial de correspondants sur des sujets variés.

Exemples de stages réalisés précédemment :

• Université de Harvard : dépôt de peinture

• MPI de Göttingen : écoulement des boues

• Université de Twente : singularités aux interfaces

• Stanford University : stabilité d’un écoulement coaxial

• Institut Français du Pétrole (Rueil-Malmaison) : modèles de décolmatage d’un puits à sa mise en production

• Cambridge University : mécanique du tas de sable

• University of Pennsylvania : colmatage des filtres

• MIT : mécanique des systèmes fibreux immergés, rebonds de gouttes

• ESPCI-Paris : friction liquide-liquide, mécanique des tissus lâches

Modalités d’évaluation :
Rapport écrit de 20 à 30 pages et soutenance orale.

Langue du cours : Français