Post-doctorant.e caractérisation expérimentale avancée de l’hydrodynamique et du mélange en écoulement de taylor-couette de fluides complexes

Missions :

De nombreux procédés industriels et environnementaux mettent en jeu des fluides complexes s’écoulant dans des conditions où les transferts de chaleur, de matière ou de quantité de mouvement doivent être optimisés. C’est notamment le cas dans les secteurs des bioprocédés, de l’agroalimentaire, de la pharmacie, des matériaux avancés ou encore des technologies microfluidiques. Lorsqu’elles sont correctement exploitées, les instabilités hydrodynamiques peuvent engendrer des structures d’écoulement spatio-temporelles capables d’améliorer significativement le mélange, le transport des espèces dissoutes et les taux de transfert, augmentant ainsi les performances des procédés de réaction, de culture, de séparation ou d’échange.

Cependant, le comportement non newtonien de ces fluides modifie profondément la nature, le seuil d’apparition, la structure et la dynamique des instabilités hydrodynamiques [1], [2], rendant leur prédiction et leur contrôle particulièrement difficiles. En conséquence, les relations entre la physique des écoulements, l’efficacité du mélange et les performances de transfert demeurent encore insuffisamment comprises [3]. Relever ces défis nécessite l’accès à des mesures résolues spatialement et temporellement des champs de vitesse et de concentration, rendues possibles par des techniques avancées de diagnostic optique [4], [5], [6].

Grâce à sa géométrie simple et contrôlée, associée à une remarquable diversité de mécanismes d’instabilité, l’écoulement de Taylor–Couette (écoulement entre deux cylindres concentriques en rotation indépendante) constitue un système modèle particulièrement adapté à l’étude des liens entre instabilités hydrodynamiques, phénomènes de transport et efficacité du mélange dans les fluides complexes [2], [5], [7]. Il offre également un cadre idéal pour le développement et la mise en œuvre de méthodes de caractérisation optique de pointe.

Les objectifs généraux de ce projet postdoctoral sont les suivants :

· Développer et mettre en œuvre des méthodes optiques de pointe (par exemple la fluorescence induite par laser) afin de caractériser la dynamique du mélange et les propriétés locales des écoulements.

· Utiliser ces méthodes pour étudier les instabilités, les structures d’écoulement et les mécanismes de mélange dans les écoulements de Taylor–Couette de fluides non newtoniens.

[1] S. S. Datta et al., « Perspectives on viscoelastic flow instabilities and elastic turbulence », Phys Rev Fluids, vol. 7, no 8, p. 080701, août 2022, doi: 10.1103/PhysRevFluids.7.080701.

[2] M. A. Fardin, C. Perge, et N. Taberlet, « “The hydrogen atom of fluid dynamics” – introduction to the Taylor–Couette flow for soft matter scientists », Soft Matter, vol. 10, no 20, p. 3523‑3535, avr. 2014, doi: 10.1039/C3SM52828F.

[3] T. Burghelea et V. Bertola, Transport Phenomena in Complex Fluids, 1st ed. 2020 édition. Cham: Springer Nature Switzerland AG, 2020.

[4] C. Carré, T. Lacassagne, N. E. Hani, et S. A. Bahrani, « Mixing efficiency in Taylor-Couette flow of complex suspensions », Exp. Fluids, vol. 67, no 3, p. 30, mars 2026, doi: 10.1007/s00348-026-04187-1.

[5] T. Boulafentis, T. Lacassagne, N. Cagney, et S. Balabani, « Experimental insights into elasto-inertial transitions in Taylor–Couette flows », Philos. Trans. R. Soc. Math. Phys. Eng. Sci., vol. 381, no 2243, p. 20220131, janv. 2023, doi: 10.1098/.

[6] T. Boulafentis, T. Lacassagne, N. Cagney, et S. Balabani, « Coherent structures of elastoinertial instabilities in Taylor–Couette flows », J. Fluid Mech., vol. 986, p. A27, mai 2024, doi: 10.1017/.

[7] C. Kang et P. Mirbod, « Flow instability and transitions in Taylor–Couette flow of a semidilute non-colloidal suspension », J. Fluid Mech., vol. 916, juin 2021, doi: 10.1017/.

Profil du candidat : (Prérequis/ Diplôme)

Docteur depuis moins de 3 ans (date de soutenance faisant foi) en mécanique des fluides, matière molle ou apparenté.

Savoir-être

Savoir faire

Connaissances

Esprit analytique

Organisation

Communication

Curiosité

Obligatoire :

Mécanique des fluides expérimentale

Traitement de données

Souhaité :

Traitement d’images

Obligatoire :

Dynamique des fluides

Anglais parlé et écrit

Souhaité :

Rhéologie

Optique

Optionnel :

Français parlé et écrit

Conditions :

Le poste est à pourvoir à compter du 01/10/2026 pour une durée de 13 mois (contrat CDD).

Renseignements et modalités de dépôt de candidature :

1. Pour tout renseignement sur le poste, merci de vous adresser à Tom LACASSAGNE, Enseignant-Chercheur,, +33 3 27 71 23 90

2. Pour tout renseignement administratif, merci de vous adresser à la Direction des Ressources Humaines :

3. Cet emploi est proposé en mobilité pour un fonctionnaire ou bien sous forme de contractuel de droit public.

4. Par ailleurs, le poste peut être aménagé pour une personne en situation de handicap.

Date limite de candidature : 31/07/2026