Thèse Dynamique des Écoulements Pulsés dans les Systèmes Géométriquement Complexes H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Côte d'Azur
École doctorale : SFA - Sciences Fondamentales et Appliquées
Laboratoire de recherche : INPHYNI - Institut de Physique de Nice
Direction de la thèse : Elisabeth LEMAIRE
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-07-31T23:59:59Cette thèse porte sur la dynamique des écoulements pulsés dans des géométries complexes, avec des applications directes aux écoulements cardiovasculaires. Les écoulements physiologiques sont intrinsèquement instationnaires et peuvent présenter des instabilités hydrodynamiques, voire des transitions vers la turbulence, susceptibles d'affecter les contraintes de cisaillement pariétal et de contribuer au développement de pathologies vasculaires.

L'objectif de ce travail est de comprendre comment les forçages pulsés interagissent avec des perturbations géométriques telles que la courbure et la ramification, afin d'influencer la stabilité des écoulements et leur transition vers des régimes turbulents.

Le projet repose principalement sur une approche expérimentale, combinant des études en laboratoire dans des conduites droites, courbes et ramifiées, avec des techniques avancées de diagnostic (PIV planaire et stéréoscopique, mesures de pression).

Cette recherche vise à mieux caractériser les mécanismes d'instabilité dans les écoulements pulsés et à établir des liens entre géométrie, instationnarité et dynamique de l'écoulement. Elle contribuera ainsi à des avancées fondamentales en mécanique des fluides, avec des retombées potentielles en biomécanique et en ingénierie des écoulements.

Les écoulements pulsés, en particulier dans les systèmes biologiques, sont caractérisés par des conditions instationnaires susceptibles de générer des instabilités hydrodynamiques et des transitions vers la turbulence. Dans le système cardiovasculaire, ces phénomènes sont étroitement liés aux variations de contrainte de cisaillement pariétal, impliquées dans le développement de dysfonctionnements endothéliaux. La complexité géométrique des vaisseaux (courbures, bifurcations, variations de section) joue un rôle déterminant dans la stabilité des écoulements. Pourtant, même dans des configurations simplifiées, les mécanismes de transition à la turbulence en régime pulsé restent mal compris. L'interaction entre instationnarité et géométrie constitue ainsi un enjeu central en mécanique des fluides.

caractériser les effets de courbure de l'artère aorte, du caractère pulsé de l'écoulement sanguin et de la rhéologie du sang sur les caractéristiques de l'écoulement aortique en conditions physiologiques

Le projet adopte une approche expérimentale basée sur :

la génération d'écoulements pulsés en conduite (droite, courbe, ramifiée) ;
l'utilisation de techniques de vélocimétrie par imagerie de particules (PIV planaire et stéréoscopique) pour mesurer les champs de vitesse résolus en temps ;
des mesures de pression permettant d'estimer la traînée de frottement et les contraintes de cisaillement pariétal.

Ces dispositifs permettront d'analyser les régimes d'écoulement, d'identifier les instabilités et de caractériser les transitions vers la turbulence.

Le candidat au doctorat doit posséder de solides connaissances en physique, notamment en mécanique des fluides et en physique hors équilibre. Un intérêt marqué pour la conception et la réalisation d'expériences, ainsi que pour le traitement et l'analyse de données expérimentales ou numériques, est indispensable.