Aller au contenu principal
logo logo

Projets transverses

Les activités transversales du MSME  se structurent sur deux niveaux: d’une part, en termes de politique scientifique et de domaines de compétences via la définition de thématiques transversales (TT) ; d’autre part, en termes opérationnels, via des projets transversaux (PT) où les questionnements scientifiques sont posés de façon plus précise. Si les TT n’ont pas vocation à évoluer au fil du contrat, la cartographie et les périmètres des PT sont susceptibles d’évoluer. Chaque PT, dont les activités sont animées et coordonnées par un responsable scientifique, pourra s’inscrire dans une ou plusieurs TT en fonction des compétences mobilisées pour répondre à ses objectifs.

Couplages multi-physiques et changements d’échelle dans les nano-structures et matériaux nano-structurés pour les systèmes de capteurs et de récupération d’énergie

Dans ce projet, on se propose d’étudier les systèmes nanométriques de récupération d’énergie ainsi que les couplages électromécaniques dans les nano-composites exploitant des phénomènes liés aux très petites échelles comme l’effet tunnel électrique ou la flexoélectricité, en couplant des techniques de calculs ab initio avec des modèles continus et de changement d’échelles numériques.



Modélisation et simulation multi-échelle de phénomènes nanométriques de surfaces

Ce projet s’intéresse au développement de méthodologies de modélisation et d’outils de simulation permettant de passer de l’échelle nanométrique à l’échelle macroscopique, ce qui représente une des clés indispensables pour appréhender différents phénomènes de nano-tribologie, tels que les phénomènes de superlubrification de deux couches de graphène, la protection de surfaces métalliques par des fragments de graphène ou encore la fabrication de dépôts par projection plasma.



Modélisation des interactions fluide-solide à l’échelle atomique et des transports dans les micro- nanopores

Ce projet s’inscrit dans la continuité du projet MIG du précédent contrat et en poursuit les activités en élargissant les applications visées. L’objectif est de développer des modèles et des méthodes de simulation de l’échelle atomistique (ab initio, dynamique moléculaire) à celle du milieu continu (Darcy, Navier-Stokes) ainsi que des approches hybrides couplant ces échelles. Les résultats de ce projet seront appliqués aux problèmes de transport dans les milieux poreux (polymères, béton, géomatériaux, fracturation ...) et les micro/nano-systèmes (MEMS, NEMS).



Etude multi-échelles pour le monitoring et la détection de molécules dans les atmosphères confinées

L’objectif est de modéliser le transport de molécules dans l'air et leur détection via des capteurs dans le cadre de l'évaluation des risques encourus dans les atmosphères confinées. L’interaction molécule polluante-surface du capteur sera étudiée à l’échelle atomique de façon à concevoir le dispositif le plus sélectif, puis le transport des particules dans l’air sera analysé à l'échelle d'une pièce disposant de capteurs. Des méthodologies très différentes et complémentaires seront donc impliquées, mais également des méthodologies multi-échelle qui permettront de modéliser le dispositif du capteur à une échelle intermédiaire. Le projet pourra être étendu à l'étude de la détection de particules.



Diffusion dans les nanopores et interactions moléculaires eau-minéral dans l’os

Ce projet vise à étudier le comportement particulier des solutions d’électrolytes confinées dans des nano- pores du type de ceux de la matrice minérale des tissus osseux. Les effets du confinement sur les propriétés physiques (masse volumique, structuration, diffusivité) des espèces ioniques et de l’eau sont analysées en vue de comprendre les phénomènes de minéralisation et déminéralisation, voire de transport dans les nano-pores de la phase minérale osseuse, nécessaires pour préserver l'homéostasie calcique de l'organisme et permettre le remodelage osseux.



Effets de la microstructure sur les propriétés mécaniques et la propagation d’ondes dans le tissu osseux avec prise en compte d’incertitudes

Ce projet vise à modéliser la réponse mécanique du tissu osseux en intégrant, d’une part, les effets de la microstructure et, d’autre part, les incertitudes existantes sur les propriétés physiques et la géométrie de celle- ci dans une perspective d’aide au diagnostic médical et de développement de biomatériaux. Les méthodes mises en œuvre font appel à l’imagerie médicale, à une description multi-échelle du milieu et à un traitement stochastique des variables de microstructure incertaines pour proposer une modélisation robuste des propriétés mécaniques et de la propagation des ondes dans le tissu osseux.



Modélisation multi-échelle de la contraction musculaire

Ce projet s’intéresse à la modélisation multi-échelle de la contraction musculaire. A l’échelle des têtes des protéines de myosine, on cherchera à représenter par des concepts de mécanique statistique et de chimie quantique les activités enzymatique et métabolique des moteurs moléculaires. A l’échelle de la myofibrille, on s’intéressera aux mécanismes de couplage entre moteurs moléculaires qui entrainent des effets coopératifs. A l’échelle de l’organe, on proposera une loi de comportement intégrant les deux autres échelles.