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Thèse de Doctorat (H/F) : Dynamique d’une bulle confinée soumise à un forçage passif

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
- Français-- Anglais

Date Limite Candidature : vendredi 26 juillet 2024 23:59:00 heure de Paris

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Informations générales

Intitulé de l'offre : Thèse de Doctorat (H/F) : Dynamique d’une bulle confinée soumise à un forçage passif
Référence : UMR5502-PATERN-001
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail :
Date de publication : vendredi 5 juillet 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Milieux fluides et réactifs : transports, transferts, procédés de transformation

Description du sujet de thèse

Cette thèse s’inscrit dans la continuité de travaux de recherche menés séparément ou conjointement [1-3] par deux équipes, française (Patricia ERN, Véronique Roig et Sébastien Cazin) et argentine (Mario Cachile et Verónica D'Angelo), sur les mouvements complexes de corps solides ou gazeux dans une cellule mince et sur les écoulements qu’ils induisent dans le liquide environnant. L’objectif de ce travail est de comprendre la réponse, en termes de mouvement et de déformation, d’une bulle en ascension dans un liquide au repos, lorsque celle-ci est soumise à différents forçages de type passif. Le régime inertiel qui nous intéresse sera étudié pour des bulles de taille (centimétrique) variable, celle-ci étant plus grande que la largeur (millimétrique) de l’entrefer de la cellule et que la longueur capillaire. La déformation et le mouvement de la bulle se produisent ainsi dans le plan de la cellule, mais sont associées à une dynamique tourbillonnaire très riche dans le plan et dans l’entrefer de la cellule. L’idée est ici d’insérer un second confinement latéral permettant des forçages passifs de la forme et de la cinématique de la bulle, ainsi que de la dynamique du fluide environnant. Différents motifs de parois latérales (périodiques, en phase ou opposition de phase, élargissement brusque …) permettront d’examiner la réponse de la bulle, plus ou moins déformable suivant sa taille, et de son sillage à ces différentes sollicitations. Nous avons précédemment obtenu une caractérisation des mouvements de la bulle et du liquide environnant pour des parois linéaires [1]. Une étude préliminaire dans un canal périodique [2] nous a aussi permis de montrer que le forçage périodique modifie fortement la vitesse moyenne d’ascension de grandes bulles, et d’autant plus lorsque de fortes déformations de la bulle se produisent. Ce forçage peut conduire à des ruptures et coalescences périodiques dont il sera aussi intéressant de mieux comprendre les conditions d’apparition, en particulier pour son application au transfert de masse. La collaboration mettra à profit les équipements expérimentaux (cellules différentes) et les moyens métrologiques complémentaires des deux équipes. Le couplage de la dynamique des bulles et de leur sillage étant le point clé de la réponse au forçage, nous explorerons la cinématiques de bulles par ombroscopie et les mouvements induits dans le liquide par PIV intégrée dans l’entrefer et 3D-PTV résolue en temps pour des cas ciblés. Cette dernière technique, à la pointe des méthodes de vélocimétrie laser actuelles, est accessible à l’IMFT et a déjà été utilisée par notre équipe dans cette configuration d’écoulement [3]. Ce projet a obtenu le soutien financier du CNRS à travers les programmes interdisciplinaires de la MITI.

[1] Pavlov L., D'Angelo M. V., Cachile M., Roig V., Ern P (2021) Kinematics of a bubble freely rising in a thin-gap cell with additional in-plane confinement, Phys. Rev. Fluids, vol. 6.
[2] Pavlov L. (2021) Movimiento de una burbuja en una celda de espesor pequeño con confinamiento lateral, Tesis Doctoral, Univ. de Buenos Aires
[3] Pavlov, L., Cazin, S., Ern, P., Roig, V. (2021) Exploration by Shake-the-Box technique of the 3D perturbation induced by a bubble rising in a thin-gap cell. Exp Fluids 62.

Contexte de travail

La thèse se déroulera en collaboration entre deux laboratoires associés au CNRS, l’Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (IMFT), UMR 5502 du CNRS et de l’Université de Toulouse (France) et l’Institut Franco-Argentin de Dynamique des Fluides pour l’Environnement (IRL IFADyFE), Buenos Aires (Argentine). Elle donnera lieu à un diplôme de thèse français et sera rattachée à l’Ecole Doctorale MEGEP de l’Université de Toulouse.

Contraintes et risques

La personne recrutée en thèse partagera son temps de travail de façon équilibrée entre les deux pays (Argentine et France). Elle devra pouvoir communiquer facilement avec les personnes encadrant son travail ou collaborant avec elle.

Informations complémentaires

Pour candidater, merci de fournir un CV, une lettre de motivation et les noms et adresses électroniques de deux personnes de référence. Pour toute information complémentaire également, merci de contacter conjointement Patricia Ern (ern@imft.fr) et Mario Cachile (mario.cachile@gmail.com).