Thèse Modélisation et Compréhension des Dynamiques de Fluides Actifs en Milieux Complexes H/F

Université Paris-Saclay GS Sciences de l'ingénierie et des systèmes

Établissement : Université Paris-Saclay GS Sciences de l'ingénierie et des systèmes
École doctorale : Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences
Laboratoire de recherche : Fluides, Automatique et Systèmes Thermiques
Direction de la thèse : Harold AURADOU ORCID 0000000329396566
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-21T23:59:59

Les fluides actifs, tels que les suspensions de bactéries motiles, sont capables de convertir de l'énergie en mouvement organisé, donnant lieu à des phénomènes émergents remarquables, comme la réduction de la viscosité, la séparation de phases, ou encore la formation de motifs dynamiques (tourbillons, turbulence active). Ils constituent un champ d'étude clé à l'interface de la physique statistique, de l'hydrodynamique et de la biologie, avec des applications en biorémédiation.

Ce projet doctoral vise à modéliser ces fluides dans des milieux poreux et à comprendre la relation entre l'organisation des écoulements et la structure du milieu. L'approche est basée sur l'influence de la concentration en bactéries sur l'écoulement, via un terme de contrainte active, qui permettra de caractériser les régimes dynamiques émergents (ex. : transition vers la turbulence active, formation de vortex cohérents). La combinaison des approches permettra de valider les prédictions par comparaison des données. Mais aussi d'étendre le modèle à un couplage multi-échelle, en intégrant, le cas échéant, des descriptions discrètes (à l'échelle des agents) pour capturer des effets locaux ou des hétérogénéités.

Cette thèse s'inscrit dans une démarche interdisciplinaire, combinant théorie, simulations numériques et observations expérimentales, afin de poser les bases d'une compréhension unifiée des fluides actifs et de leurs applications.

L'objectif de la thèse est de modéliser ces comportements à l'aide d'outils numériques, expérimentaux ou théoriques afin de caractériser les écoulements de fluides actifs dans des milieux poreux.