MFAE = Mécanique des Fluides, Acoustique et Energétique Les 10 grands problèmes mondiaux du futur d’après le prix Nobel Richard Smalley* : ENERGY WATER FOOD ENVIRONMENT POVERTY TERRORISM & WAR DISEASE EDUCATION DEMOCRACY POPULATION * prix Nobel de chimie en 1996 La Mécanique des Fluides, c’est donc UTILE…

Et en plus, c’est beau ! Alan Sailer Boule remplie de peinture qui explose sous l’effet d’un projectile tiré avec un fusil à air comprimé

Comment fonctionne le MFAE ? Département d’enseignement de l’ECL : MFAE Laboratoire de Recherche : LMFA (CNRS / ECL / INSA Lyon / Université Lyon 1) MFAE / LMFA 40 enseignants-chercheurs (dont 20 ECL) ; 20 chercheurs CNRS ; 20 ingénieurs de recherche et techniciens ; 5 administratifs ; 60 temporaires (doctorants, stagiaires…) dépend du Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche

Comment fonctionne le MFAE ? Formation, enseignement MFAE / LMFA 40 enseignants-chercheurs (dont 20 ECL) ; 20 chercheurs CNRS ; 20 ingénieurs de recherche et techniciens ; 5 administratifs ; 60 temporaires (doctorants, stagiaires…)

Comment fonctionne le MFAE ? Recherche, collaborations universitaires (Cambridge, Nagoya, …) Formation, enseignement MFAE / LMFA 40 enseignants-chercheurs (dont 20 ECL) ; 20 chercheurs CNRS ; 20 ingénieurs de recherche et techniciens ; 5 administratifs ; 60 temporaires (doctorants, stagiaires…)

Comment fonctionne le MFAE ? Recherche, collaborations universitaires (Cambridge, Nagoya, …) Formation, enseignement MFAE / LMFA 40 enseignants-chercheurs (dont 20 ECL) ; 20 chercheurs CNRS ; 20 ingénieurs de recherche et techniciens ; 5 administratifs ; 60 temporaires (doctorants, stagiaires…) Vulgarisation, Journées portes ouvertes, films YouTube

Comment fonctionne le MFAE ? Recherche, collaborations universitaires (Cambridge, Nagoya, …) Formation, enseignement MFAE / LMFA 40 enseignants-chercheurs (dont 20 ECL) ; 20 chercheurs CNRS ; 20 ingénieurs de recherche et techniciens ; 5 administratifs ; 60 temporaires (doctorants, stagiaires…) Vulgarisation, Journées portes ouvertes, films YouTube Valorisation, contrats publics et privés (SNECMA, Peugeot, Courly,…) 2,5 M€ = 85% budget total

L’enseignement au MFAE « Maîtriser la mécanique des fluides » Cours magistraux (CM) Travaux pratiques (TP) Travaux dirigés (TD) Bureaux d’études (BE) Travail en autonomie Projets d’études (PE) Source : l’apprenti sorcier, Fantasia, 1940 Exemple de PE, cuve à soliton, sur YouTube, réalisé par des élèves

L’Ecole centrale et le LMD Système de Grandes Ecoles : existe seulement en France Harmonisation des diplômes européens: le LMD L: Licence M: Master D: Doctorat Fin de 1ère année d’école Fin de scolarité ECL Après ??? (3 ans) Faut-il faire un Doctorat ? Si vous souhaitez intégrer un grand groupe européen, à réfléchir….

Le Doctorant : « apprenti-chercheur » Maîtriser les fluides… Pas toujours facile !... Heureusement, il y a le gentil directeur de thèse… Il existe une grande variété de types de thèses, allant de la thèse très « amont » (recherche fondamentale) à des thèses cofinancées par des entreprises, voire ayant lieu directement dans l’entreprise. Certaines entreprises ayant un secteur « Recherche » (Michelin, etc.) préfèrent embaucher des docteurs, qui en ont déjà « bavé » !... Et il ne faut pas hésiter à discuter avec les autres membres du laboratoire, chercheurs, doctorants, invités de passage, … C’est un travail collaboratif !

Définition d'un projet de recherche : “sur quoi allons nous travailler dans les quatre ans qui viennent ?” Problématique à caractère fondamental ; ex. Comment réaliser la meilleure atomisation d'un liquide (création de goutelettes) pour optimiser l'injection de carburant dans un moteur thermique ? Questions industrielles : comment diminuer la nuisance sonore d'un réacteur au décollage ? Réponses multiples (souvent couplées): théoriques (des calculs, des modèles mathématiques pour représenter les phénomènes physiques) ; expérimentales (des expériences modèles avec similarité des échelles et de la dynamique/thermique/...) ; numériques (des “gros” calculs sur ordinateurs qui résolvent des systèmes d'équations)

Les 4 groupes de recherche du LMFA sur un exemple Turbomachines : propulsion, réacteur : écoulement interne, poussée Acoustique : jet, bruit ; vibrations, couplage fluide/structure Turbulence et stabilité : aérodynamique externe ; dynamique atmosphérique, dispersion ; modèles “amont” Fluides complexes et transferts : environnement, pollution ; particules

Les turbomachines Calcul numérique de l’écoulement dans une turbomachine. N. Bulot Niveaux d’accélération Gradients de pression

Les turbomachines Le banc CREATE : Mesures par vélocimétrie Vue générale

L’acoustique Parce que les écoulements font du bruit… Au centre : développement de deux jets subsoniques ; à l’extérieur : bruit rayonné Différents nombre de Reynolds : l’écoulement est assez peu affecté, mais les niveaux de bruit sont très différents !

L’acoustique Mesures en chambre réverbérante : par exemple, comparaison du bruit de machines à laver pour des associations de consommateurs (Que Choisir, 60 millions de consommateurs)… Mesures en chambre sourde (anéchoïque)

Turbulence et stabilité Stabilité : compréhension de phénomènes naturels (ou non) Visualisation de l’instabilité de Kelvin-Helmholtz dans des nuages Fumée d’une allumette lâcher de vortex par les ailes d’avion

Turbulence et stabilité Simulation numérique de l’organisation d’un écoulement turbulent sous l’effet d’une rotation extérieure W (écoulements géophysiques, etc.) W F. Godeferd

Fluides complexes et transferts Environnement (problème mondial numéro 4) : Etude de la couche limite atmosphérique, de manière numérique ou expérimentale (soufflerie atmosphérique)

Fluides complexes et transferts Moteurs : optimiser le mélange et la combustion pour moins consommer et moins polluer Diphasique : il n’y a pas que les chercheurs qui peuvent s’amuser avec des bulles… Les dauphins fabriquent des anneaux d’air et jouent avec !

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