Type
Post-doc
Lieu
Douai
Date
01/10/2026
Sujet/Titre
Caractérisation expérimentale avancée de l’hydrodynamique et du mélange en écoulement de Taylor-Couette de fluides complexes
Descriptif
De nombreux procédés industriels et environnementaux mettent en jeu des fluides complexes s’écoulant dans des conditions où les transferts de chaleur, de matière ou de quantité de mouvement doivent être optimisés. C’est notamment le cas dans les secteurs des bioprocédés, de l’agroalimentaire, de la pharmacie, des matériaux avancés ou encore des technologies microfluidiques. Lorsqu’elles sont correctement exploitées, les instabilités hydrodynamiques peuvent engendrer des structures d’écoulement spatio-temporelles capables d’améliorer significativement le mélange, le transport des espèces dissoutes et les taux de transfert, augmentant ainsi les performances des procédés de réaction, de culture, de séparation ou d’échange.
Cependant, le comportement non newtonien de ces fluides modifie profondément la nature, le seuil d’apparition, la structure et la dynamique des instabilités hydrodynamiques [1], [2], rendant leur prédiction et leur contrôle particulièrement difficiles. En conséquence, les relations entre la physique des écoulements, l’efficacité du mélange et les performances de transfert demeurent encore insuffisamment comprises [3]. Relever ces défis nécessite l’accès à des mesures résolues spatialement et temporellement des champs de vitesse et de concentration, rendues possibles par des techniques avancées de diagnostic optique [4], [5], [6].
Grâce à sa géométrie simple et contrôlée, associée à une remarquable diversité de mécanismes d’instabilité, l’écoulement de Taylor–Couette (écoulement entre deux cylindres concentriques en rotation indépendante) constitue un système modèle particulièrement adapté à l’étude des liens entre instabilités hydrodynamiques, phénomènes de transport et efficacité du mélange dans les fluides complexes [2], [5], [7]. Il offre également un cadre idéal pour le développement et la mise en œuvre de méthodes de caractérisation optique de pointe.
Les objectifs généraux de ce projet postdoctoral sont les suivants :
• Développer et mettre en œuvre des méthodes optiques de pointe (par exemple la fluorescence induite par laser – voir Figure 1) afin de caractériser la dynamique du mélange et les propriétés locales des écoulements.
• Utiliser ces méthodes pour étudier les instabilités, les structures d’écoulement et les mécanismes de mélange dans les écoulements de Taylor–Couette de fluides non newtoniens.
Cependant, le comportement non newtonien de ces fluides modifie profondément la nature, le seuil d’apparition, la structure et la dynamique des instabilités hydrodynamiques [1], [2], rendant leur prédiction et leur contrôle particulièrement difficiles. En conséquence, les relations entre la physique des écoulements, l’efficacité du mélange et les performances de transfert demeurent encore insuffisamment comprises [3]. Relever ces défis nécessite l’accès à des mesures résolues spatialement et temporellement des champs de vitesse et de concentration, rendues possibles par des techniques avancées de diagnostic optique [4], [5], [6].
Grâce à sa géométrie simple et contrôlée, associée à une remarquable diversité de mécanismes d’instabilité, l’écoulement de Taylor–Couette (écoulement entre deux cylindres concentriques en rotation indépendante) constitue un système modèle particulièrement adapté à l’étude des liens entre instabilités hydrodynamiques, phénomènes de transport et efficacité du mélange dans les fluides complexes [2], [5], [7]. Il offre également un cadre idéal pour le développement et la mise en œuvre de méthodes de caractérisation optique de pointe.
Les objectifs généraux de ce projet postdoctoral sont les suivants :
• Développer et mettre en œuvre des méthodes optiques de pointe (par exemple la fluorescence induite par laser – voir Figure 1) afin de caractériser la dynamique du mélange et les propriétés locales des écoulements.
• Utiliser ces méthodes pour étudier les instabilités, les structures d’écoulement et les mécanismes de mélange dans les écoulements de Taylor–Couette de fluides non newtoniens.
M.
Prénom
Tom
Nom
LACASSAGNE
email
tom.lacassagne@imt-nord-europe.fr
Téléphone