Plasmas et mécanique des fluides
17-20 nov. 2025
CORIA - UMR 6614, site universitaire du Madrillet, Université de Rouen-Normandie - Saint-Etienne du Rouvray (France)
De nombreux laboratoires français utilisent des écoulements de fluides afin de contrôler les propriétés des plasmas froids à pression atmosphérique et de les adapter à une grande variété d'applications dans les domaines de la chimie, des matériaux ou de la biologie. Malgré la diversité de configurations existantes, de plus en plus de nouveaux réacteurs sont développés afin d'optimiser un aspect particulier du plasma ; par exemple en utilisant des jets alimentés par des mélanges de gaz ou des interactions avec des liquides au repos, en écoulement ou en aérosol. Les aspects de mécanique des fluides peuvent influencer significativement les caractéristiques du plasma comme le mélange, si l'écoulement est laminaire turbulent ou en régime transitoire, les effets de densité ou de viscosité. Pourtant, ils sont souvent peu pris en compte. Le plasma peut aussi générer des écoulements (de plusieurs m s-1) par effet thermique ou par « vent ionique ». Ces effets électro-fluidodynamiques ont beaucoup été utilisés dans certains types d'applications comme le contrôle d'écoulement, la propulsion ou la combustion assistée par plasma. Il existe donc une interdépendance entre plasmas et écoulements. Il n'est pas aisé d'utiliser les outils d'étude de la mécanique des fluides et des plasmas simultanément, car ils n'ont pas les mêmes constantes de temps ou les mêmes tailles caractéristiques. D'un point de vue numérique, il est particulièrement difficile de coupler les modèles, notamment en l'absence d'une compréhension globale des interdépendances complexes entre les deux milieux. D'un point de vue expérimental, les diagnostics de mécanique des fluides usuels comme la vélocimétrie par imagerie de particules (PIV), le tube de Pitot ou les fils chauds sont souvent jugés comme étant intrusifs. Il est aussi difficile de construire une expérience en combinant les bonnes pratiques de mécaniques des fluides et la génération du plasma notamment à cause du positionnement et de l'alimentation des électrodes. Dans plusieurs domaines particuliers, comme le contrôle d'écoulement ou la combustion assistée par plasma, des outils numériques et expérimentaux ont été développés par des équipes de recherche françaises. Par essence, la physique des plasmas est un champ pluridisciplinaire ; il est donc difficile pour les nouveaux arrivants comme les doctorants, les personnels techniques ou les chercheurs de se former sur ces outils. C'est pourquoi il est nécessaire de transmettre aux nouveaux entrants du Réseau Plasmas Froids les connaissances et les compétences sur les interactions entre plasma et fluides. Ces compétences sont d'une part expérimentales, e.g. générer des plasmas en interaction avec des fluides, être sensibilisé à l'utilisation de diagnostics de mécanique des fluides dans les plasmas ; et d'autre part numérique, e.g. comment modéliser ces interactions plasma-fluide, savoir coupler des mécanismes ayant des constantes de temps et des échelles spatiales différentes. L'enjeu est aussi de favoriser les échanges entre les communautés des plasmas froids et de la mécanique des fluides afin de discuter des bonnes pratiques des deux domaines. Enfin, il convient de diversifier les compétences des agents pour augmenter le nombre d'équipes capables de travailler sur ces thématiques pluridisciplinaires.
Discipline scientifique :
Mécanique des fluides - Plasmas
Lieu de la conférence