Comprendre les signaux thermiques émis par les liquides en mouvement

Stage M2
CEA Saclay, (91) Essonne, France
30 janvier 2026
2 février 2026
3 mois
2025-comprendre-les-signaux-thermiques-emis-par-les-liq-fr

Domaine, spécialité : Physique des liquides
Mots-Clés : Physique des matériaux, optique

Unité d’accueil : LLB/NFMQ

Résumé

Il est généralement admis que l’écoulement d’un fluide dans un canal ne donne lieu à aucune variation de température (sans source extérieure de chaleur ou sans atteindre des vitesses extrêmes). La densité du liquide n’est pas supposée changer sous écoulement, et donc sa température non plus.

Mais ces lois hydrodynamiques classiques ne sont plus vraies à l’échelle mésoscopique (< 1mm). En outre, notre équipe a montré que les liquides sont dotés à petite échelle, d’élasticité de cisaillement, propriété connue pour être le propre des solides. Nous avons expérimentalement montré que l’écoulement d’un fluide peut conduire à un échauffement ou un refroidissement lorsque l’élasticité du liquide est sollicitée.

Sujet détaillé

L’élasticité est une des plus anciennes propriétés physiques de la matière condensée. Elle s’exprime par une constante G de proportionnalité entre la contrainte appliquée (σ) et la déformation (γ) : σ = G.γ (loi de Hooke). L’absence de résistance à une déformation en cisaillement (G’ = 0) indique un comportement de type liquide (modèle de Maxwell). Longtemps considérée comme propre aux solides, une élasticité a été récemment identifiée dans les liquides à l’échelle submillimétrique [1].

L’identification d’élasticité de cisaillement (G’ non nul) à petit échelle est la promesse de découvertes de nouvelles propriétés solides des liquides. Ainsi, alors qu’aucun changement de température n’est conventionnellement prévu sous écoulement, nous montrons que ce n’est plus vrai à petite échelle et identifions l’émergence, sans source thermique extérieure, d’une variation positive ou négative de la température en fonction des conditions appliquées [2,3]. Nous explorerons la réponse thermique des liquides et exploiterons cette capacité de conversion de l’énergie mécanique en variations de température dans le cadre de la micro-hydrodynamique.

Enfin, nous renforcerons nos collaborations avec les théoriciens, notamment avec A. Zaccone de l’Université de Milan.

Ce sujet est en relation aux propriétés liées au mouillage, aux effets thermiques et au transport du liquide à petite échelle.

Références :

  1. “Explaining the low-frequency shear elasticity of confined liquids, A. Zaccone, K. Trachenko, PNAS, 117 (2020) 19653–19655. Doi:10.1073/pnas.2010787117.
  2. E. Kume, P. Baroni, L. Noirez, “Strain-induced violation of temperature uniformity in mesoscale liquids” Sci. Rep. 10 13340 (2020). Doi : 10.1038/s41598-020-69404-1.
  3. E. Kume, A. Zaccone, L. Noirez, « Unexpected Thermo-Elastic effects in Liquid Glycerol by Mechanical Deformation » Physics of Fluids, 33, 072007 (2021) Doi: 10.1063/5.0051587.

Lieu du stage

LLB, Centre CEA Saclay, France

Conditions de stage

  • Durée du stage : 3 mois
  • Niveau d’étude requis : Bac+5
  • Formation : Master 2
  • Poursuite possible en thèse : Oui
  • Date limite de candidature : 5 janvier 2026

Compétences requises

Langue : Anglais

Méthodes, techniques :
Microfluidique, infra-rouge, relaxation dynamique, optique et traitement d’images,

Langages informatiques et logiciels :
Home-made softwares en collaboration avec les informaticiens, FIJI

Liens utiles

Site web du laboratoire : https://iramis.cea.fr/llb/nfmq/

Page personnelle du responsable de stage : Laurence Noirez

Responsable du stage

Laurence NOIREZ (LLB/NFMQ)
Tél. : 0169086300
Email :