Description du sujet de thèse

La description des échanges entre océans et atmosphère nécessite la compréhension de phénomènes de changement d’état comme l’évaporation de gouttelettes d'eau de mer dans l'atmosphère et la dissolution des bulles d’air dans l’océan. Il est aussi crucial de mieux comprendre des phénomènes hydrodynamiques comme l’entrainement d’air dans l’océan via le déferlement des vagues ou la dispersion d’aérosols dans l’atmosphère lorsque les bulles de surface éclatent. Tous ces phénomènes ont lieu à des échelles différentes et sont affectés par la physico-chimie à cause de la présence de biosurfactants, de microorganismes et de sel dans les océans.

Le sujet proposé consiste à regarder l’influence de la physicochimie sur le phénomène d’entrainement d’air et la création d'aérosols. Concernant l'entrainement d'air, nous avons développé une expérience modèle dans laquelle un jet de liquide impacte le même liquide. Lors de cet impact, une cavité d’air se crée qui creuse l’interface et une onde se propage le long de cette cavité et génère (ou non) des bulles. Une expérience existante permet de visualiser et de caractériser la propagation d’onde le long de la cavité ainsi que le nombre de bulles créées (Figure 1 – droite). L'impact de la présence de sel et de tensioactifs sur cette cavité et sa capacité à créer des bulles sera exploré.

Une expérience complémentaire permettant d'observer la rupture de bulles de surface dans des conditions contrôlées (épaisseur, géométrie, humidité, physicochimie) permettra d'explorer la partie création d'aérosols et de caractériser l'impact de la physicochimie sur leur distribution de taille.

Contexte de travail

Le Laboratoire de Physique des Solides est une unité mixte de recherche (UMR 8502) de l'Université Paris-Saclay et du CNRS. Il est affilié à l'Institut de Physique du CNRS et à la 28e section du Conseil National des Universités. Le LPS est membre de la Fédération Friedel-Jacquinot, structure de coordination de la physique sur le plateau du Moulon à Orsay (IdF).
Il regroupe une centaine de chercheurs et enseignants-chercheurs, expérimentateurs et théoriciens, et l'activité de recherche est soutenue par une soixantaine d'ingénieurs, techniciens et administratifs.
Le laboratoire accueille chaque année un grand nombre d'étudiants de premier et deuxième cycle dont de nombreux doctorants, ainsi que des chercheurs en postdoctorat et des scientifiques invités. Le laboratoire couvre une plus grande variété de sujets que son nom ne le suggère, et vise à aborder toute la diversité de la physique de la matière condensée. L'activité de recherche s'organise autour de trois grands axes, qui impliquent chacun à peu près le même nombre de scientifiques :
• Nouveaux états électroniques de la matière
• Phénomènes physiques aux dimensions réduites
• Matière molle et interface physique-biologie
Dans le premier axe sont regroupées des études tant expérimentales que théoriques ayant trait aux propriétés des systèmes dans lesquels les corrélations électroniques sont généralement fortes et qui sont sièges de propriétés remarquables et d'états électroniques non conventionnels tels que la supraconductivité, le magnétisme, les transitions métal-isolant etc.
Dans le deuxième se retrouvent les activités relevant des « nanosciences » au sens large. Elles sont ici abordées du point de vue des propriétés fondamentales, lorsque les dimensions d'un objet deviennent aussi petites que certaines distances caractéristiques (longueur de cohérence, libre parcours moyen, …).
Le troisième axe, étend le concept de « matière molle » à des systèmes biologiques. Les thèmes vont donc des systèmes complexes aux tissus vivants, des cristaux liquides aux mousses, en passant par les polymères ou les systèmes granulaires. Ces études physiques sont à l'interface avec la physico-chimie et la biologie.
Le travail de recherche s'effectuera au sein de l'équipe MMOI du Laboratoire de Physique des Solides (CNRS-UMR 8502). Ce projet de recherche bénéficie d'un financement du laboratoire.

Contraintes et risques

RAS