Doctorat en Mécanique des Fluides Expérimentale (bourse ERC) – France

3 ans – 2135€/mois salaire brut

Laboratoire de Géosciences Rennes, Université de Rennes, CNRS

Contact : joris.heyman@univ-rennes.fr

Nous recherchons deux étudiants talentueux titulaires d’une maîtrise en mécanique des fluides ou en physique (doctorat également accepté) pour mener des recherches expérimentales révolutionnaires en mécanique des fluides dans des matériaux poreux, avec des applications à l’environnement et à la contamination des sols, au stockage de l’hydrogène, aux catalyseurs et aux batteries. Le projet est financé par une subvention européenne ( voir site internet ). Les doctorants rejoindront une équipe dynamique de 3 chercheurs permanents, 2 ingénieurs et 2 postdoctorants

Contexte – L’écoulement des fluides dans les milieux poreux joue un rôle central dans un large spectre de systèmes géologiques, biologiques et industriels. Des progrès récents ont montré que les gradients chimiques à l’échelle microscopique sont soutenus par la dynamique des écoulements chaotiques à l’échelle des pores. Cela remet fondamentalement en question le paradigme actuel de la macrodispersion, qui suppose que les processus de transport poreux se produisent dans des conditions microscopiques bien mélangées. À l’aide de nouvelles approches expérimentales, numériques et théoriques, les candidats exploreront l’origine, la diversité et les conséquences du mélange chaotique dans les milieux poreux et fracturés. Il développera une nouvelle génération de techniques d’imagerie couplant la fluorescence induite par laser, l’adaptation d’indice de réfraction et la fabrication additive d’architectures poreuses et fracturées complexes et réalistes.

•  Thème de thèse 1 : « Origine micro-structurale du mélange chaotique en milieux poreux »

mots-clés : mécanique des fluides expérimentale, systèmes dynamiques, laser et optique, impression 3D
Le doctorant découvrira les mécanismes physiques produisant une advection chaotique dans des écoulements de fluides laminaires à travers des structures poreuses (image de gauche). Le candidat utilisera des outils d’impression 3D pour reproduire des architectures poreuses naturelles (roches, fractures, vaisseaux, membranes) et le transport scalaire d’images via de nouvelles techniques de tomographie.

Pour en savoir plus sur le sujet : Heyman et al. PNAS 2020
Collaborations potentielles avec RMIT (Australie)

• Thème de thèse 2 : « Signature scalaire du mélange chaotique »

mots-clés : mécanique des fluides expérimentale, problèmes inverses, transport réactif
Le doctorant développera une nouvelle expérience d’inversion d’écoulement poreux récemment conçue dans notre laboratoire. Cette nouvelle technique d’imagerie est capable de produire des images haute résolution du transport scalaire dans des échantillons poreux naturels (image de droite). Le défi est d’adapter et d’appliquer la méthode à une large gamme de matériaux et de fluides poreux naturels pour étudier les conséquences du mélange et de la dispersion dans le transport réactif.
Pour en savoir plus sur le sujet : Heyman et al. PRL 2021
Collaborations potentielles avec : PoreLab (Norvège), CSIC (Espagne) et ISCR (France)