HDR : Aux confins du continu - Cyril Picard (LIPhy)

Les fluides confinés constituent le fil rouge de ma recherche depuis une dizaine d'années. Ils jouent notamment un rôle majeur au sein des procédés de production d'eau douce par dessalement d'eau de mer et dans les procédés inverses, imaginés pour la récupération d'énergie renouvelable non-intermittente, connue sous le nom d'énergie osmotique. Les phénomènes de transport sélectif de solvant et de solutés sous confinement sont au cœur de ces systèmes. Les travaux menés dans le champ de ce qu'on appelle aujourd'hui la nanofluidique ont permis d'élucider une partie des mécanismes physiques en jeu en s'appuyant expérimentalement sur l’emploi de matériaux confinants spécifiques (graphène, nitrure de bore, nanotubes, etc.).
Cette exploration est soumise à nombre de contraintes instrumentales. Elle est aussi restée principalement cantonnée au cas du transport en situation monophasique. A titre d'exemple la mesure de débits infimes au sein d'un nanopore, est encore une gageure.  Dans une première partie, les travaux que je présenterai visent à relever ce défi. Par delà les situations monophasiques, la partie centrale de mon exposé est dédiée à l'étude du mouillage dans des pores nanométriques à subnanométriques. A cette fin, une approche originale de porosimétrie dynamique est employée pour caractériser les processus d'imbibition forcée et de séchage dans des structures nanoporeuses ordonnées hydrophobes. Dans ce cadre, est abordée la contribution de la tension de ligne, caractéristique de l'énergie libre de la ligne de contact, et sa possible altération par des tensioactifs de ligne.
La dernière partie de mon exposé est focalisée sur l'impact des solutés et l'éclairage que pourrait apporter une nouvelle méthode de mesure calo-porosimétrique dynamique. J'esquisserai également deux pistes envisagées au laboratoire comme nouvelles voies de récolte de l'énergie osmotique fondées sur la maitrise du transport en milieu fluide aux confins du continu.

Membres du jury :

Isabelle Cantat - Professeure des Universités - Université de Rennes - rapportrice
Denis Morineau - Directeur de Recherche - CNRS délégation Bretagne et Pays de la Loire - rapporteur
Isabelle Beurroies - Professeure des Universités – Aix-Marseille Université - rapportrice
Thierry Ondarçuhu - Directeur de Recherche - CNRS délégation Occitanie ouest - examinateur
Frédéric Restagno- Directeur de Recherche - CNRS délégation Île-de-France-sud - examinateur
Christian Geindreau - Professeur des Universités - Université Grenoble Alpes - examinateur