Interaction d’une barre de flot avec la bathymétrie : Etude numérique des mécanismes de diffusion, diffraction, réfraction et absorption de l’onde de marée dans un fleuve

Dans ce projet, nous souhaitons explorer l’influence de la bathymétrie sur la propagation de la barre de flot. Des expériences sont actuellement en cours avec notre nouvelle méthode de génération de mascaret en laboratoire. Les données ainsi acquises vont

permettre de valider la mise en place d’un modèle numérique construit sur les méthodes SPH. L’outil DualPhysics sera utilisé dans le cadre de ce projet (https://dual.sphysics.org ). Il fournit tous les outils nécessaires à une modélisation 2D/3D d’un mascaret se développant dans un canal avec un fond variable. L’avantage des méthodes SPH est d’être efficace pour simuler des écoulements complexes présentant de grandes déformations ]. Cette approche Lagrangienne sera complétée par une méthode Eulérienne sur grille cartésienne en 2D. Le suivi de la surface libre par une méthode LevelSet et la discrétisation de type frontière immergée pour la prise en compte de l’obstacle à l’ordre deux confère à ce code de bonnes propriétés en termes de précision et d’efficacité. Nous avons d’ailleurs montré récemment que la simulation numérique directe d’un écoulement transcritique est en accord avec les résultats expérimentaux obtenus dans les canaux.

CDD Doctorant : Influence de la Navigation FLUviale sur l’Environnement – Étude numérique et expérimentale des ondes de batillage de leurs impacts sur les berges

Annonce 2023-001-NM-DFTC.

A l’Université de Poitiers, au sein du Laboratoire Pprime – UPR3346, cette offre d’étude doctorale entre dans le cadre du projet INFLUE, Influence de la Navigation FLUviale sur l’Environnement, financé par l’ANR, l’Agence Nationale pour la Recherche, dans lequel 5 partenaires sont engagés : l’Institut PPRIME (CNRS-Université de Poitiers), le laboratoire Roberval (Université Technologique de Compiègne), le CEREMA, l’Établissement Public Territorial des Bassins Saône et Doubs et VNF (Voie Navigable de France).

CDD Post-Doc (junior ou confirmé) : Caractérisation des émissions de plantes soumises à différents niveaux de stress hydrique et thermique

L’université de Poitiers, au sein de l’Institut Pprime, sur le site du Futuroscope, recrute un PostDoc  (junior ou confirmé) dans le cadre du projet de recherche ANRTSWP. Les feux de forêt posent de plus en plus problème, d’autant plus en période de sècheresse dans les zones à climat méditerranéen où surviennent des mégafeux, trop étendus et puissants pour être maîtrisés, ou encore des feux éruptifs, trop rapides et imprévisibles pour être en mesure de lutter. Il existe plusieurs moyens de lutte mais aucun n’est efficace pour le moment contre les mégafeux et les feux éruptifs. Qu’estce qui favorise la propagation de ses feux ? Estce seulement une question d’humidité ? Ce projet propose une étude prospective afin d’identifier les composés chimiques favorisant l’autoinflammation des végétaux, et donc la propagation des feux de forêt. Schneider et al. (2021) ont écrit qu’il y a un grand besoin d’améliorer nos connaissances des mécanismes de propagation des feux de forêt pour améliorer les outils scientifiques nécessaires à la lutte et à la prévention contre les feux de forêt. Ce projet a pour but de mieux comprendre l’aspect biochimique et thermochimique de la propagation des feux, ce qui pourrait permettre de trouver de nouveaux moyens de lutte contre les mégafeux et les feux éruptifs qui restent inarrêtables. La plupart des études sur la propagation des feux de forêt ne prennent en compte que les effets à plus grande échelle, notamment les aspects physiques (thermique et mécanique des fluides), ou ne prennent en compte que les composés chimiques principaux issus de la combustion (CO, CO2, H2O). L’originalité de cette étude est de se pencher à l’échelle moléculaire en proposant des analyses chimiques, biologiques et d’inflammabilité complémentaires pour identifier les composés majoritairement impliqués dans l’autoinflammation de la végétation et donc dans la propagation des feux.

Theories of river navigation in a confined environment

CNRS, at the Institut Pprime on the Futuroscope site, within the framework of a collaboration with Les Voies Navigables de France (VNF) and the Laboratoire de Mathématiques et Applications (LMA) in Poitiers, is recruiting a Post-Doctoral theoretician to study navigation in a confined environment. The challenge is to renew theoretical work on the effects of hydraulic and undulatory confinement for a river boat interacting with the structure (typically a trapezoidal channel).

Within the Curiosity research team (https://pprime.fr/la-recherche/fluides-thermique- combustion/curiosity/), for example, the partners wish to determine the critical speed of the boat corresponding to the appearance of hydraulic confinement phenomena which result in a return current around the hull of the ship, a variation in the level of the water body, a modification of the resistance the progress of the ship according to the geometry of the waterway, its roughness of the slope or the presence of a current, the naval architecture characteristics of the ship such as the block coefficient or the friction on the hull.

Théories de la navigation fluviale en milieu confiné

Le CNRS, au sein de l’Institut Pprime, sur le site du Futuroscope, dans le cadre d’un projet en collaboration avec Les Voies Navigables de France (VNF) et le Laboratoire de Mathématiques et Applications (LMA) de Poitiers, recrute un(e) Chercheur/PostDoctorant(e) théoricien (ne) afin d’étudier la navigation en milieu confiné. L’enjeu est de reprendre les travaux théoriques sur les effets de confinement hydraulique et ondulatoire pour un bateau fluvial en interaction avec l’ouvrage (typiquement un canal à forme trapézoïdal).

Au sein de l’équipe de recherche Curiosity (https://pprime.fr/la-recherche/fluides-thermique- combustion/curiosity/), les partenaires souhaitent, par exemple, déterminer la vitesse critique du bateau correspondante à l’apparition des phénomènes hydrauliques de confinement qui se traduisent par un courant de retour autour de la carène du navire, une variation du niveau du plan d’eau, une modification de la résistance à l’avancement du navire en fonction de la géométrie de la voie d’eau, de sa rugosité de la pente ou de la présence d’un courant, des caractéristiques d’architecture naval du bateau comme le coefficient de bloc ou les frottements sur la carène.

PhD Thesis proposal Title: Anomalous scattering-induced instabilities in an open channel flow

In the context of the CNRS Chair in Physical Hydrodynamics, we would like to recruit a PhD student to work with us at Institut Pprime. The primary goal of the thesis will be to provide theoretical input into the expected behaviour of instabilities induced by anomalous scattering (namely, undulations and the BHL effect) in an open channel flow. It will involve analytical treatments and numerical simulations, as well as data analysis. Ultimately, it is hoped that the understanding gained will be used in the guidance of future experiments, to optimize the visibility of growth and/or saturation effects.
Analysis of instabilities falls into two well-defined parts. Firstly, there is the linear wave analysis, which should provide an exponential growth rate associated with a particular background flow. Various complicating factors can be included, such as friction- and viscosity-induced dissipation, which will tend to reduce the growth rate. The second part involves a determination of the end state of the instability, governed by the growing importance of nonlinearities in the wave dynamics. This determines an overall timescale – the time to reach saturation – which will be critical in the design of experiments.

Sujet de thèse : Instabilités induites par la diffusion anomale dans un écoulement en canal ouvert

Dans le cadre de la Chaire CNRS en Hydrodynamique Physique, nous souhaitons recruter un doctorant pour travailler avec nous à l’Institut Pprime. L’objectif principal de la thèse sera de fournir des informations théoriques sur le comportement attendu induit par la diffusion anomale (à savoir, les ondulations et l’effet BHL) dans un écoulement en canal ouvert. Il impliquera des traitements analytiques et des simulations numériques, ainsi que des analyses de données. À terme, on espère que les connaissances acquises serviront à orienter les futures expérimentations, afin d’optimiser la visibilité des effets de croissance et/ou de saturation. L’analyse des instabilités se divise en deux parties bien définies. Premièrement, il y a l’analyse des ondes linéaires, qui devrait fournir un taux de croissance exponentiel associé à un flux de fond particulier. Divers facteurs de complication peuvent être inclus, tels que la dissipation induite par le frottement et la viscosité, ce qui aura tendance à réduire le taux de croissance. La deuxième partie implique une détermination de l’état final de l’instabilité, gouverné par l’importance croissante des non-linéarités dans la dynamique des ondes. Cela détermine une échelle de temps globale – le temps pour atteindre la saturation – qui sera critique dans la conception des expériences. 

Postdoctoral position: Experimental Analysis of a PEMFC Composed of Innovative Oxide Catalysts

Starting date: 1st October 2022 no later than 1st January 2023 Duration: 18 months
Location: LEMTA – 54000 Nancy

Net salary per month: 2100 €

Contact: Applications (CV, letter of motivation) should be sent to: Sophie Didierjean – sophie.didierjean[AT]univ-lorraine.fr
And Anthony Thomas – anthony.thomas[AT]univ-poitiers.fr

Context

To prepare the next generation of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) for automotive applications, the question of substituting critical raw materials like Pt group metals (PGMs) is mandatory for many reasons. Among them, the cost and the availability of strategic raw materials such as PGMs only on restricted areas on earth make addressing their substitution very urgent. The project “InnOxiCat” (Innovative Oxide Catalysts for next PEMFC generation) address these issues with the objectives of (i) building knowledge on convenient structures and compositions of non-PGM materials for fuel cell cathode where the sluggish oxygen reduction reaction (ORR) occurs, (ii) synthesizing the materials and characterizing their physicochemical and electrochemical properties and (iii) for fuel cell, reaching higher performance than the state of the art of non-PGM materials.

Project

The objective of the post-doctoral project is to analyze the influence of the new electrode composition and architecture on the performances of a fuel cell, and to optimize the operating conditions. To reach this goal, the most promising catalytic compositions developed by the partners of the “InnOxiCat” project will be tested at the global and at the local scale to determine the more suitable gas flow rates, relative humidity and cell temperature to reach the best performances and longer lifetime. Membrane electrode assembly (MEA) will be built and tests will be conducted using a segmented and instrumented cell (25 cm2). This cell will be used for global MEA characterizations, but the measurement of the local current densities and the local electrochemical characterizations (polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy) will give a better understanding of the link of the electrochemical performances of the carbon-supported catalyst with the local mass transport limitations, and therefore with the operating conditions. By applying Accelerated Stress Tests (AST) and repeated start-up and shutdown tests, the local information collected using the segmented cell will be used to analyze the local degradations and therefore the durability of the new catalyst materials.

Skills recommended: The candidate should have knowledge of electrochemistry, if possible applied to the fuel cell field, and be comfortable with experimental studies. Knowledge of heat and material transfer would be a plus.