Sédimentation de particules plastiques en régime turbulent

La production mondiale de plastique est en croissance exponentielle et induit une pollution plastique croissance de l’environnement. IFP Energies nouvelles développe des modèles de transport, dépôts et érosion de particules plastiques dans l’environnement. Des lois de sédimentations spécifiques sont nécessaires mais difficiles à établir pour des particules plastiques dont les différentes formes par exemple entraînent des interactions complexes avec le fluide turbulent environnant. Grâce aux technologies expérimentales du Laboratoire de l’ENS Lyon, la thèse proposée par IFPEN vise à établir de nouvelles lois de sédimentation spécifiques aux plastiques qui contribueront à améliorer les modèles numériques de transport et d'accumulation des plastiques dans l'environnement.
Ce que vous ferez :
•    Expérimentations en laboratoire : vous mesurerez la vitesse et les trajectoires de différentes particules plastiques ainsi que le mouvement du fluide dans des conditions de turbulence contrôlée, grâce à un dispositif expérimental de pointe développé dans le cadre de la thèse de B. Laplace (Laplace et al. 2023). Plusieurs paramètres physiques (taille, forme et densité) seront étudiés pour couvrir la diversité des particules plastiques présentes dans l’environnement. 
•    Analyse statistique des données : À partir de ces données, vous développerez des modèles déterministes et stochastiques de la dynamique de différents types de particules en interaction avec le fluide turbulent, en fonction des temps de corrélation des vitesses et de la turbulence du fluide.
•    Application pratique à l’échelle environnementale : Vous travaillerez enfin à intégrer ces modèles dans les simulations de transport et d'accumulation de plastiques dans les milieux naturels à l'échelle des bassins versants.

Profil recherché : Candidats ayant une solide connaissance en physique particulaire et mécanique des fluides avec une forte motivation pour les travaux expérimentaux et un intérêt pour les thématiques environnementales. Une expérience préalable dans ces domaines serait un atout.
Pourquoi candidater à cette thèse IFPEN ? Travaillez dans une équipe pluridisciplinaire et dans un cadre où la recherche est orientée vers des applications pratiques, avec des encadrants spécialistes de la dynamique particules/fluide ou des simulations à l’échelle environnementale.

Référence : Laplace B., J. Vessaire, O. Tolft, M. Bourgoin and R. Volk, 2023, Suspension of Large inertial particles in a turbulent swirling flow. Phys. Rev. Fluids, 8.

Mots clefs: Interaction particules/fluide, sédimentation, plastiques, microplastiques, écoulement turbulent, dispositif expérimental, modèle physique et modèle numérique.

• Directeurs de thèse    Romain VOLK and Mickaël BOURGOIN, Laboratoire de Physique, ENS Lyon, ORCID 0000-0002-2555-5905 & ORCID 0000-0001-9442-7694
• Ecole doctorale    ED52 PHAST, Université de Lyon / ENS de Lyon
• Encadrants IFPEN    Vanessa TELES, ORCID: 0000-0001-8211-544X & Jean-Lou PIERSON, ORCID: 0000-0002-6231-1424
• Localisation    ENS Lyon, France et IFPEN, Rueil-Malmaison, France
• Durée et début    3 ans, quatrième trimestre (3 novembre 2025)
• Employeur    IFPEN
• Qualifications    Master en Physique ou mécanique des fluides
• Langues    Anglais niveau B2 (CECR)

Pour postuler, merci d’envoyer votre lettre de motivation et votre CV à l’encadrant IFPEN indiqué ci-dessous