Etude par simulation moléculaire de la cavitation dans les nanopores

L’ICMN est une formation de recherche du CNRS et de l’Université d’Orléans dont les activités relèvent de la science des matériaux. Le fil conducteur en est la matière divisée, qui inclut les nanoparticules, les nanomatériaux structurés, les composites, les milieux poreux, les fluides complexes confinés ou auto-organisés, les suspensions colloïdales, les polymères, les biomatériaux, etc.

Notre équipe « système Nanostructurés et Confinés » est internationalement reconnue pour ses activités dans le domaine des nanosciences. Nous étudions en particulier l’effet du confinement nanométrique sur les propriétés physico-chimiques de fluides simples ou complexes, avec de nombreuses retombées en catalyse hétérogène, caractérisation des milieux poreux, systèmes biologiques, séquestration du CO₂, etc.

La thématique de l’axe SICF « Phénomènes aux interfaces, milieux poreux et fluides confinés » s’intéresse depuis de nombreuses années à l’effet du confinement sur les propriétés dynamiques et thermodynamiques de liquides piégés au sein de milieux nanoporeux. Notre approche, essentiellement numérique, vise la compréhension de phénomènes fondamentaux liés aux interactions du fluide avec le solide poreux, avec un focus particulier sur les pores nanométriques où les effets sont les plus impressionnants.

La cavitation est le mécanisme par lequel un liquide se fracture sous l’effet d’une tension (pression négative). Elle se produit aussi bien en ingénierie (nettoyage à ultrasons, érosion des hélices de bateaux…) que dans les sciences naturelles (embolie gazeuse chez les arbres, crevette pistolet…), et se manifeste sous la forme de bulles de vapeur. L’étude expérimentale du phénomène à l’échelle macroscopique est rendue difficile du fait de la présence inévitable de parois pour contenir de liquide qui constituent autant de points de faiblesse où peut se produire la nucléation de manière prépondérante. Le projet ANR NanoCav, réunissant expérimentateurs et numériciens (LPENS, Institut NEEL, ICMN, IS2M) entend relever ce défi en passant à l’échelle nanométrique.

Une formation initiale de physicien est requise (Licence de physique), ainsi qu’une solide formation théorique en physique de la matière condensée, physique statistique et transitions de phase.