Candidat postdoctoral sur la texturation intelligente laser hybride bio-inspirée de SLIPS pour les propriétés antigivrantes

Présentation du domaine de recherche :

La réfrigération secondaire est un moyen efficace de réduire considérablement la quantité de fluide réfrigérant primaire utilisée tout en améliorant l’efficacité énergétique en stockant et en transportant des fluides secondaires à forte densité énergétique. Ces coulis de glace, constitués de cristaux de glace en suspension dans une solution aqueuse, ne sont malheureusement pas encore très répandus en raison d’un surinvestissement lié aux générateurs de type surface raclée ou de surfusion. Au sein de ce projet COOLISSE, notre objectif est ainsi de participer à l’optimisation énergétique du secteur du froid en concevant un nouveau type de générateur de coulis de glace. Notre objectif est donc de développer des surfaces en acier inoxydable sur lesquelles la glace formée pourrait être emportée par l’écoulement du fluide, sans pales racleurs en rotation. Ces surfaces originales, micro/nanostructurées, non mouillantes, inspirées de la nature et présentant des propriétés antigivrantes, seront obtenues par une combinaison originale et efficace de procédés sélectionnés parmi les suivants : fabrication additive (pour obtenir des microstructures), procédés soustractifs basés sur des procédés électrochimiques. gravure et photolithographie et enfin ablation laser femtoseconde (pour atteindre une rugosité à l’échelle nanométrique) qui permettront d’obtenir une surface en acier inoxydable texturée multi-échelles et très dense. Ces surfaces seront ensuite infusées par un liquide inerte afin d’obtenir des surfaces infusées glissantes (SLIPS). Le deuxième objectif du projet est de développer des connaissances avancées et révolutionnaires sur la caractérisation des surfaces sous écoulement à basse température [-15°C à 0°C]. Le potentiel des applications antigivrantes des surfaces conçues sera prouvé en étudiant leurs mécanismes d’action sur la formation de glace, en analysant le temps de congélation, la force d’adhésion et la nucléation dans le processus de congélation. En parallèle, une méthode numérique complète sera développée pour décrire l’état d’équilibre thermique, le flux thermique et les changements d’interface gaz-solide-liquide pendant la congélation et le changement de phase. Une corrélation empirique des données obtenues sera également étudiée permettant d’accéder à des retours d’expérience supplémentaires pour optimiser la conception de nos surfaces. L’impact environnemental et le gain potentiel de ces surfaces sur le processus de fabrication du lisier seront également comparés aux processus habituels en utilisant des analyses multicritères comme l’Analyse du Cycle de Vie (ACV).

Description des activités à réaliser par le postdoc en LTDS :

• Revue bibliographique sur les surfaces SLIPS bio-inspirées
• Texturation de surfaces multi-échelles au laser femtoseconde de surfaces SLIPS bioinspirées
• Fabrication additive 3D de surfaces complexes
• Hybridation des deux procédés de texturation de surface
• Caractérisation du mouillage et de l’adhésion des surfaces texturées et SLIPS

Domaine de recherche principal :

• Matériaux
• Texturation des surfaces
• Processus laser
• Laser femtoseconde
• La fabrication additive
• Mouillage
• Adhésion
• Surfaces poreuses glissantes infusées de liquide
• Tribologie
• La physique
• Biomimétisme