Physique non-linéaire, fluides complexes et biophysique

Cet axe regroupe 5 équipes autour de la physique nonlinéaire, les fluides complexes et la biophysique. Les approches développées dans ces thématiques sont expérimentales, numériques et théoriques.

Fluides complexes

INPHYNI_Prop_Fluides_complexes
INPHYNI_Prop_Fluides_complexes

Description

Notre équipe allie des savoir-faire expérimental, numérique et théorique autour de la dynamique des interfaces en hydrodynamique et des milieux divisés en matière molle. La compréhension des mécanismes fondamentaux qui régissent ces dynamiques très sensibles aux conditions de sollicitation relève d’enjeux importants aussi bien dans la modélisation de phénomènes naturels que pour les applications d’intérêt industriel. 
L’équipe s’appuie sur différentes plateformes et compétences en imagerie : haute vitesse optique et infrarouge, fluorescence, PIV stéréoscopique montée sur une veine hydraulique, microtomographie aux rayons X. Les approches numériques et théoriques se basent sur les simulations numériques, la dynamique moléculaire et les outils théoriques de la physique non linéaire, comme les développements asymptotiques et le formalisme d’équations d’amplitude.

Nos activités se regroupent autour de trois thèmes principaux :

Physique-mécanique des solides mous et des interactions fluide-structure
i) Superpropulsion et suramortissement élastique d’objets mous
ii) Locomotion chez les poissons et physique de la nage
iii) Etude des écoulements 3D de mousses et des réarrangements de bulles par microtomographie aux rayons X La dynamique d’objets capillaires : gouttes, jets et films
i) Dynamique de mouillage de liquide et de condensation de gouttes sur des substrats texturés ou présentant des défauts de mouillabilité
ii) Etude des gouttes en caléfaction et de l’effet Leidenfrost
iii) Impact de jets sur des surfaces texturées, chauffées ou molles
iv) Dynamique d’écoulement et de vibration des films et des microcanaux au sein d’une mousse liquide Les instabilités et la propagation des ondes non-linéaires :
i) A la surface des liquides ou à l’intérieur de microcanaux déformables
ii) A l’intérieur des liquides avec des instabilités convectives
iii) Dans les empilements granulaires dont la dynamique résulte d’un apport d’énergie continu et uniforme, par opposition au cas vibré

Membres de l'équipe

Argentina Médéric
Célestini Franck
D'Angelo Christophe
Fraysse Nathalie
Fu Li
Giombini Guillaume
Karamaoun Cyril
Medici Marie-Gabrielle
Raufaste Christophe – responsable
Sanchez-Rodriguez Jesus
Yoshikawa Harunori

Magnétorhéologie et nanomatériaux

INPHYNI_Prop_Magnetorheologie_et_nanomateriaux
INPHYNI_Prop_Magnetorheologie_et_nanomateriaux

Description

De nouveaux matériaux aux propriétés inédites sont conçus à partir d’assemblages de nano ou microparticules fonctionnalisées pour faciliter leur dispersion dans un milieu suspendant, et également pour leur conférer une propriété spécifique en vue d’une application. Par exemple les nano ou microparticules magnétiques sont dispersées dans un liquide pour former un fluide magnétorhéologique dont la viscosité peut être fortement augmentée par application d’un champ magnétique. Nous développons de nouvelles applications de particules magnétiques telles que leur fonctionnalisation pour capter à leur surface des polluants ou de molécules biologiques. La maîtrise de l’agrégation des nanoparticules et de leur architecture est également un aspect important de nos recherches en vue du renforcement des propriétés mécaniques de certains composites. 

Membres de l'équipe

Alves Marins Jessica
Baran Sumeyra-Seniha
Bossis Georges
Ciffréo Alain
Hurel Charlotte
Godeau Guilhem
Gonzales Garrido Manuel
Julien Alan
Kuzhir Pavel – responsable
Li Xin
Mei Zhenying
Meloussi Mounir
Lomenech-Humbert Claire
Queiros Campos Jordy
Raboisson-Michel Maxime

Microfluidique, physico-chimie et biologie aux interfaces

INPHYNI_Prop_Microfluidique_physico_chimie_et_biologie_aux_interfaces
INPHYNI_Prop_Microfluidique_physico_chimie_et_biologie_aux_interfaces

Description

L’équipe MIMIC s’intéresse à des phénomènes aux interfaces entre physique, chimie et biologie. Les interfaces physiques en tant que telles (gouttes, bulles, surfaces, membranes…) constituent aussi des objets d'études privilégiés de l’équipe. Nos approches sont à la fois expérimentales (imagerie rapide, microscopies, acoustique, microfabrication…), théoriques (dynamique des fluides, chimie théorique, mathématiques appliquées) et de simulations (différences finies, méthode pseudo spectrale, dynamique moléculaire…). Une partie importantes de nos recherches, profondément interdisciplinaires, sont réalisées en collaboration étroites avec des biologistes. Nos thèmes concernent : i) Fluides, mouillage, cavitation et biomimétisme. ii) Biophysique de mouvements rapides ou collectifs chez les plantes et champignons, croissance de biofilms bactériens et de champignons, physique de l’odorat, régulation du pH intracellulaire. iii) Granulaires et particules.

Membres de l'équipe

Betti Lorenzo
Bouret Yann
Cohen Céline
Lechantre Amandine
Noblin Xavier – responsable
Thomen Philippe

Physique non-linéaire et hors-équilibre

INPHYNI_Prop_Physique_non_lineaire_et_hors_equilibre
INPHYNI_Prop_Physique_non_lineaire_et_hors_equilibre

Description

La physique non-linéaire est une discipline qui a pris son essor avec les travaux de Henri Poincaré au XIX siècle. Elle a connu un développement intense dans les années soixante grâce à l'observation, au développement de la théorie des systèmes dynamiques et à l'expérimentation numérique. C'est une science pluridisciplinaire qui a de nombreux champs d'application. Un dénominateur commun à ces domaines est l'utilisation des concepts d'instabilité, de bifurcations, d'excitabilité, de chaos et d'émergence de structures dissipatives complexes. Notre équipe de recherche développe actuellement les thèmes suivants de recherches : Biophysique, Optique-non linéaire, hydrodynamique et Croissance cristalline.

Membres de l'équipe

Frisch Thomas
Gil Lionel
Krinski Valentin
Nazarenko Sergey – responsable
Sepulchre Jacques-Alexandre
Simonnet Eric
Thalabard Simon
Tissoni Giovanna
Zhu Ying
Zolesio Jean-Paul

Rhéologie des suspensions concentrées

INPHYNI_Prop_Rheologie_des_suspensions_concentrees
INPHYNI_Prop_Rheologie_des_suspensions_concentrees

Description

Les écoulements lents de suspensions de particules solides non-browniennes sont omniprésents dans les problématiques industrielles et les phénomènes naturels. Même lorsque le fluide suspendant est simple, ces suspensions exhibent une rhéologie complexe (rhéofluidification et/ou rhéopépaississement, différences de contraintes normales, migration induite par un cisaillement…), et ce d’autant plus que la fraction de solide est élevée. Nous tentons d’identifier et de comprendre les mécanismes mis en jeu à l’échelle des particules, responsables de ces comportements complexes. Pour cela, nous croisons des approches numériques continues (Volumes Finis) ou discrètes (Force Coupling Method) et des approches expérimentales  en rhéométrie conventionnelle ou par imagerie de suspensions. Les applications (rhéologie des propergols et du béton et transport de sédiments) sont également au cœur de nos préoccupations.

Membres de l'équipe

Blanc Frédéric
Gilbert Duncan
Lemaire Elisabeth – responsable
Lobry Laurent
Orsi Michel
Peters François