Universités Paris VI, Paris VII, Paris XI, Marne-la-Vallée, ENS CachanMaster de Sciences & Technologie - Mention “Physique & Applications”

SPÉCIALITÉSYSTÈMES DYNAMIQUES ET STATISTIQUES DE LA MATIÈRE COMPLEXE

Fluides Complexes et Génie des Milieux Divisés— parcours professionnel —

http://www.master.phys.upmc.fr/

Responsables : Régine PERZYNSKI — Université Pierre et Marie Curie – Paris VIAlain PONTON — Université Denis Diderot – Paris VII

Année 2008/2009

Conventions: C.N.A.M. - E.S.P.C.I. - Université de Créteil

SECRÉTARIAT DU MASTER PROMarianne PeuchTour 53/43 – 2ème étage - Case courrier 85 Régine Perzynski : regine.perzynski@upmc.fr4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05 Alain Ponton: alain.ponton@univ-paris-diderot.frTél : 01 44 27 40 70marianne.peuch@upmc.fr

ObjectifsFormer : • des Cadres de Recherche et Développement,

• des Praticiens de mesure,• des Responsables de Laboratoires d'Essais et de Mesures,• des Spécialistes en contrôle de qualité,• des Consultants,

dans les domaines suivants :

Hydrodynamique, Élasticité, Rhéologie, Interfaces, Suspensions, Colloïdes,Milieux Granulaires et Milieux Poreux ...

Enseignements UE Obligatoires :• Élasticité et ses applications industrielles 6 ECTS• Interfaces et dispersions, applications industrielles * 3 ECTS• Les bases de l'hydrodynamique * 3 ECTS• Milieux granulaires * 3 ECTS• Rhéologie des fluides complexes 6 ECTS• Systèmes colloïdaux : applications biologiques et industrielles 3 ECTS• Anglais * 3 ECTS

UE Optionnelles :• Algorithmes et logiciels numériques * 3 ECTS• Micro-systèmes et micro-fluidiques * 3 ECTS• Milieux poreux et écoulement dans les roches * (1) 3 ECTS• Physique des ondes * 3 ECTS• Propagation d'ondes en milieu hétérogène * 3 ECTS

Stage obligatoire incluant l'insertion professionnelle 30 ECTS

* : UE commune avec d'autres parcours de la spécialité(1) : UE ouverte à la spécialité "Mécanique et Énergétique" du Master SDI

Formation en entrepriseLes stages du parcours sont d'une durée de 6 mois, à compter du 1er Mars de chaque année. Toute

proposition de stage doit être adressée à :Anke LINDNER lindner@ccr.jussieu.frRégine PERZYNSKI rperz@ccr.jussieu.frAlain PONTON ponton@ccr.jussieu.fr

PROGRAMMES DES ENSEIGNEMENTS

Programme défini en Avril 2008. Des modifications peuvent intervenir.

L'enseignement du Parcours comprend des cours théoriques de base, dispensés par des Professeurset Maîtres de Conférences issus des Universités associées dans cette formation, ainsi que par desChercheurs du CNRS. A ces cours, de type "Parcours Recherche", s'ajoutent des cours de PhysiqueAppliquée donnés par des professionnels de l'industrie. Les étudiants pourront ainsi acquérir desconnaissances dans les domaines suivants :

- hydrodynamique, rhéologie et mécanique,

- matière molle - applications alimentaires et cosmétiques,

- milieux divisés : milieux poreux et granulaires,

- simulations numériques de fluides complexes, ...

Le cursus comprend par ailleurs la possibilité d'une formation poussée en informatique et une mise àniveau en anglais. Certains cours s'accompagnent de travaux pratiques en laboratoire et de visites de sitesindustriels.

Une salle d'informatique est mise à la disposition des étudiants et des conférenciers.

Le stage, d'une durée de six mois en milieu industriel, donne lieu à un rapport écrit ainsi qu'à unesoutenance orale. Il débute au 1er mars.

Cette documentation présente les différents cours. Ils relèvent de la physique des milieux solides, dela matière molle, de l'hydrodynamique et de disciplines transversales. Les connexions entre ces cours sonttrès fortes, en particulier certaines notions sont revues à plusieurs reprises sous leur aspect fondamental,puis appliqué, souvent dans des domaines industriels variés.

Certains enseignements de ce Parcours Professionnel sont communs (et cela est alors précisé) auxParcours Recherche "Modélisation, statistique et algorithmique", "Interfaces, instabilités, milieuxmultiphasiques et hétérogènes", "Physique théorique des systèmes complexes" et au Parcours Recherchede la mention "Mécanique" de Paris VI.

7 Unités d'Enseignement (UE) obligatoires

ÉLASTICITÉ ET SES APPLICATIONS INDUSTRIELLES 6 ECTSRégine Perzynski, Professeur Paris VI

Cette unité d'enseignement est introduite par un cours théorique dont le but est de familiariser lesétudiants avec les bases de l'élasticité linéaire et des notions fondamentales pour la suite telles quecontraintes, déformations, flambage, cisaillement.Ces notions sont ensuite directement illustrées par des enseignements de type industriel sur lesapplications au béton et à l'adhésion.Ces éléments d'élasticité resteront essentiels en tant que préalables à la majorité des autres cours duParcours Professionnel. Aucun pré-requis n'est exigé, n’est demandé.

ÉLASTICITE - Régine Perzynski, Professeur Paris VI - Vincent Dupuis, Maître de Conférences Paris VI

I. Notions de déformations et de contraintes.II. Description tensorielle.III. Loi de Hooke et ses limites.IV. Les ondes Applications de ces notions au domaine industriel : béton, élastomères, matière molle.

PROPRIETES BIOMECANIQUES DE LA PEAU ET DES CHEVEUX HUMAINS

Bernard Querleux, Ingénieur -L’Oréal -ParisI . La peau humaine - comment appréhender ses propriétés biomécaniquesPropriétés, structure et fonctions biologiques

Imagerie, élasticité, modélisationII . Du cheveu à la chevelure :structure – complexité des propriétés mécaniques – apport de la modélisation

LE BETON, UN MATERIAU EVOLUTIF – Vincent Waller, Ingénieur CTG-Italcementi Group

Le but de ce cours est de sensibiliser l’étudiant à la complexité du matériau et de montrer que la recherchescientifique dans le domaine est en pleine effervescence et aussi en étroite interaction avec lesopérationnels.I. Le béton et ses constituants : Le ciment : généralités, fabrication, les différents types de ciment et aspects physico-

chimiques de l'hydratation - Les additions pour béton : présentation des principaux fillers et pouzzolanes - Les adjuvants :

les différents types et leurs propriétés - Les granulats : définition et caractérisation.II. Méthode de formulation des bétons : Présentation de la méthode Dreux-Gorisse, application à la formulation de

bétons en fonction du cahier des charges.III. Un béton particulier : le Béton Auto-Plaçant : Propriétés du B.A.P., présentation de quelques applications

industrielles.

MECANIQUE DE SURFACE ET ADHESIONAPPLICATIONS DANS L’INDUSTRIE DES MATERIAUX TECHNIQUES

Etienne Barthel, Directeur de Recherche CNRS/ Saint Gobain

I. Concepts fondamentauxMécanique du contact, couplage avec la physico-chimie de surface, adhésion, fracture.II. ApplicationsFibres et Matériaux enchevêtrés :procédé de fabrication des fibres de verre de renforcement ; propriétésmécaniques de la laine de verre.Matériaux composites et nano-composites : interfaces dans les composites polymère-verre ; fabrication etpropriétés mécaniques des nano-composites polymèresCouches minces : vitrage de contrôle thermique ou anti-solaires; renforcement du verre plat.

INTERFACES ET DISPERSIONS, APPLICATIONS INDUSTRIELLES * 3 ECTSAnne-Marie Cazabat, Professeur Paris VI - Sylvie Hénon, Professeur Paris VII

* UE commune au Parcours Recherche "Modélisation, statistique et algorithmique".

Le but de ce cours est de donner aux étudiants une formation de base en physico-chimie dessurfaces, interfaces et dispersions colloïdales, leur permettant d'aborder une activité de recherchefondamentale ou appliquée dans ces domaines actuellement en plein essor.

Ce cours est une introduction à l'UE "Systèmes colloïdaux, applications biologiques et industrielles".

I. Interactions moléculaires de base : Interactions électrostatiques - Interactions de polarisation mutuelle.

II. Cristaux liquides : Présentation des systèmes - Transition nématique-isotrope, modèle de Maier Saupe - Transition

ordre-désordre : le modèle de Landau.III. Forces entre surfaces : Interactions de van der Waals : interaction molécule-surface - interaction entre demi-espaces -

Interactions coulombiennes : formule de Gouy-Chapman et approximation de Debye-Hückel - double couche électrostatique

- Techniques de mesure.IV. Tension superficielle et interfaciale : Tension superficielle et cohésion des liquides - Tension interfaciale et

adhésion - Méthodes de mesure.V. Les solutions : Solutions de petites molécules : solubilité/démixion - Solution de macromolécules : bon

solvant/mauvais solvant - Pression osmotique et applications - Solutions aqueuses : l'eau, un liquide organisé - solutions de

molécules hydrophiles, hydrophobes, amphiphiles.VI : Forces entre particules colloïdales : Théorie DLVO : stabilité des dispersions - polders - Stabilisation stérique.

VII : Polymères : Propriétés générales des polymères : configuration en bon et mauvais solvant - Régimes dilué et semi-

dilué : lois d'échelle - stabilisation de dispersions colloïdales.VIII : Interface solide-liquide : Mouillage et adhésion - Mouillage macroscopique et microscopique : angle de contact -

films minces.IX. Systèmes moléculaires complexes : Surfactants et micellisation : structure des surfactants - critère d'association -

concentration micellaire critique - les différentes phases micellaires - Microémulsions - Gels.

LES BASES DE L'HYDRODYNAMIQUE * 3 ECTS

Nicole Rakotomalala, Maître de Conférences Paris VI

* UE commune au Parcours Recherche "Modélisation, statistique et algorithmique".

Le but de ce cours est de mettre en place les bases de l’hydrodynamique.I. Forces de pression et de viscosité : Pression ; hydrostatique ; Archimède - Forces visqueuses, diffusion, quantité de

mouvement - Équations hydrostatiques. Lois de similitudes.II. Mouvements de particules dans les fluides visqueux et sédimentation des suspensions : Écoulement de

Stokes. Réversibilité - Déplacement d'objets dans un fluide visqueux - Interactions hydrodynamiques - Sédimentation ;

contre-courant - Traffic flow.III. Lubrification : Approximation de la lubrification - Équations de Prandlt - Cellule de Hele-Shaw.

IV. Couches limites thermiques et visqueuses : Couche limite visqueuse - Couche limite au voisinage des solides.

Décollement - Diffusion de la chaleur - Couche limite thermique.V. Ondes ; instabilités gravitationnelles, de cisaillement et thermo-convective : Ondes de surface - Notions

d'instabilité - Instabilités gravitationnelles (Rayleigh-Taylor) - Instabilités de cisaillement (Kelvin-Helmoltz) - Instabilités

thermo-convectives (Rayleigh-Bénard).

MILIEUX GRANULAIRES * 3 ECTSÉric Clément, Professeur Paris VI - Evelyne Kolb, Maître de Conférences Paris VI

* UE commune aux Parcours Recherche "Modélisation, statistique et algorithmique"et "Interfaces, instabilités, milieux multiphasiques et hétérogènes".

Les milieux granulaires jouent un rôle considérable dans de nombreux procédés industriels et enparticulier pour les industries pétrolière, agro-alimentaire, pharmaceutique, minière et dans la construction.Les aliments sont souvent fabriqués, stockés et transportés sous forme de grains : farine, sucre, sel,céréales, etc.. De très nombreux médicaments sont élaborés à partir de mélanges de poudres et distribuéssous forme de comprimés. Les minéraux sont soumis à des procédés de fragmentation avant d'êtrefondus ou convertis en des produits finaux. L'industrie de la construction utilise des ciments, du sable, etconstruit routes, ponts et bâtiments à partir de ces granulaires. L'étude des milieux granulaires estégalement d'une grande importance pour la compréhension et la prédiction de certains processusgéologiques tels que les glissements de terrains, les avalanches, le transport de sédiments, etc ...

Le but de ce cours est de fournir une introduction aux processus régissant la dynamique de cet étatparticulier de la matière en insistant à la fois sur les mécanismes fondamentaux (stabilité mécanique,confinement, rhéologie) et sur les nombreux aspects pratiques qui font que la mise en forme d'unematière riche en grains reste toujours une opération industrielle délicate.I. Présentation générale : Poudres et grains : forces mises en jeu - le contact solide/solide - les interactions adhésives -

La “texture” granulaire et ses conséquences - Matériaux granulaires en mécanique des milieux continus : théorie de

Coulomb - modélisations élasto-plastiques.II. Milieux granulaires confinés : Théorie du silo : la colonne statique, théorie de Janssen - Écoulements dans un silo

ou dans une trémie : différents régimes d’écoulement, théorie du sablier.

III. Transports granulaires : Régime collisionnel : théorie cinétique - Écoulements denses, avalanches - Cisaillement

granulaire - Les granulaires vibrés : fluidisation ou compaction.IV. Les effets du gaz interstitiel : Lits fluidisés, instabilités - Transport pneumatique, transport éolien.

V. Mélange et ségrégation : La ségrégation - Causes et mécanismes de ségrégation - Illustrations : tambour tournant,

écoulements de surface, vibration.

TRAVAUX PRATIQUES MILIEUX GRANULAIRES – Evelyne Kolb, Maître de Conférences Paris VI

Détermination des propriétés statiques et d’écoulement d’un milieu granulaire (3 séances) :1. Expérience d’avalanches granulaires (rhéologie granulaire)2. Lit fluidisé (seuil de fluidisation et perméabilité)3. Effet Janssen (coefficient de friction, redirection des contraintes)

RHÉOLOGIE DES FLUIDES COMPLEXES 6 ECTSAnke Lindner , Maître de Conférences Paris VI et Alain Ponton, Chargé de Recherche CNRS

Cet enseignement constitue une introduction à la rhéologie des fluides complexes. Après avoir passé enrevue les bases des lois de comportement et des techniques de mesure, le cours aborde deux domaines dematériaux essentiels dans l'industrie : les polymères et les fluides particulaires (colloïdes, mousses,émulsions), en montrant le lien entre leur structure interne et leur comportement macroscopique. Enfin, undernier cours illustre à partir d'exemples concrets comment il est possible de mieux comprendre lecomportement de fluides complexes, en prenant en compte à la fois les caractéristiques de leursécoulements et leurs propriétés physiques. Ce cours fait également une large place à des travauxpratiques.L'ensemble de cet enseignement est une introduction nécessaire aux cours plus spécialisés de l’unitéd’enseignement “Systèmes colloïdaux : applications biologiques et industrielles”.

RHÉOLOGIE DES FLUIDES COMPLEXES

Daniel Bonn , Chargé de Recherche CNRS, Anke Lindner , Maître de Conférences Paris VI

I. Rhéologie : généralitésEquation de Navier-Stokes, Ecoulements rhéologiques.II. Détermination pratique du comportement des matériaux : rhéométrieDifférentes géométries de mesure, rhéologie pratiqueIII. Introduction aux fluides complexesViscosité non-Newtonienne, effets élastiques : contraintes normales et viscosité elongationelle.IV. Rhéologie des fluides complexesProblèmes expérimentaux : glissement, fractures, instabilités, localisation, vieillissement, etc

TRAVAUX PRATIQUES DE RHEOMETRIE - Anke Lindner, Maître de Conférences Paris VI

TPs de fluides complexes - Anke Lindner , Guylaine DucouretExpériences simples montrant les effets non-Newtoniens courants dans les fluides complexes etdétermination de ces propriétés (3 séances), application à des produits commerciaux (1 séance):- Viscosité rhéofluidifiante (écoulement dans un capillaire)- Contrainte normale (« die swell » et effet Weissenberg)- Propriétés viscoélastiques (« Slime »)- Caractérisation rhéologique de produits commerciaux

CARACTERISATION DES MATERIAUX VISCOELASTIQUES : APPLICATION AUX POLYMERESEN SOLUTION - Alain Ponton, Chargé de Recherche CNRS

I. Notions de base sur la physico-chimie des matériaux polymériques : Arrangement macromoléculaire -

Différentes classes de polymères - Structure des polymères - Quelques propriétés.II. Caractérisation des macromolécules : Définitions des masses molaires - mise en solution - notion de qualité de

solvant - Introduction aux techniques de diffusion des rayonnements - Mesure de masses et de second coefficient du Viriel

(osmométrie, ébulliométrie, ...).III. Rhéologie linéaire des polymères (notions de viscoélasticité, équivalence temps/température.IV. Rhéologie non linéaire des polymères (rhéofluidification, loi de Cox Merz ...).

FLUIDES PARTICULAIRES - Guillaume Ovarlez, Chargé de Recherche CNRS

I. Suspensions : Classification des suspensions (compacité, interactions ...) et comportement rhéologique - Interactions

hydrodynamiques et viscosité des suspensions : d'Einstein à Krieger-Dougherty - rôle de la forme des particules - Contacts

lubrifiés et viscosité des suspensions concentrées - rôle de la configuration - Régimes frictionnel et collisionnel dans les

suspensions concentrées - Seuil de contrainte dans les suspensions concentrées - localisation - Sédimentation - migration-

ségrégation sous cisaillement - "resuspension".II. Mousses et émulsions : Propriétés physico-chimiques (interfaces, vieillissement, topologie ...) - mousses

humides/mousses sèches - Viscosité des mousses et émulsions peu concentrées - Élasticité des mousses et émulsions

concentrées - Seuil de contrainte - Régimes d'écoulement : rôle de la tension de surface, de la viscosité interfaciale, de la

viscosité volumique, ... - Modèles rhéologiques - Localisation - Fragmentation sous cisaillement.

SYSTEMES COLLOIDAUX :APPLICATIONS BIOLOGIQUES ET INDUSTRIELLES 3 ECTS

Régine Perzynski, Professeur à Paris VI - Alain Ponton, Chargé de recherche CNRS

On retrouve des colloïdes dans des applications nombreuses s’étageant du monde biologique à descadres industriels de natures très variées. Cette UE en propose quelques illustrations.

RHEOLOGIE DES BIOFLUIDES - Patrice Flaud, Professeur Paris VII

I. Propriétés rhéologiques des milieux biologiques : Le sang fluide modèle : Comportement non newtonien,

comportement viscoélastique, comportement thixotrope. Agrégation et coagulation, cinétiques réversibles et irréversibles -

Comportement rhéologique des mucus. Mucus bronchique - Liquide synovial - Rhéologie des tissus biologiques mous :

modèles visco-élastiques quasi linéaires, modèles structuraux, poro-élasticité, rhéologie des muscles et des parois artérielles -

Rhéologie des tissus biologiques et pathologie.II. Méthodes de caractérisation des milieux biologiques : Difficultés et artéfacts dans les méthodes de

caractérisation classiques - Méthodes de caractérisation indirectes - De la rhéologie macroscopique des tissus biologiques à la

mécanique cellulaire.

SYSTEMES DISPERSES : APPLICATIONS INDUSTRIELLESJean-François Argillier, Ingénieur de l'Institut Français du Pétrole

L'objectif de ce cours est que les étudiants acquièrent des connaissances de base sur les propriétés dessystèmes dispersés et des connaissances pratiques pour pouvoir contrôler la stabilité d'un systèmedispersé dans des cas d'applications pratiques.I. Systèmes dispersés : introduction : Définition - Grands types de systèmes dispersés colloïdaux - Importance des

surfaces spécifiques et phénomènes interfaciaux - Origine de la charge de surface et notion de potentiel zeta - Rappel de la

théorie DLVO.II. Suspensions de particules : Caractérisation de particules solides : granulométrie, propriétés de surface - Stabilisation

de suspensions : rôle de l'électrostatique - rôle de certains additifs : polymères, tensioactifs - Déstabilisation de suspensions :

coagulation / floculation, mécanisme électrostatique, influence de polymères - aspects pratiques - Propriétés rhéologiques -

Applications industrielles : papier, pétrole, traitement des eaux.III. Émulsions : Généralités (définition, type : Huile/Eau, Eau/Huile, multiple, applications industrielles, ...) - Rappels

sur les tensio-actifs - Caractérisation des émulsions - Mécanismes de déstabilisation : sédimentation/crémage - floculation -

coalescence - mûrissement d'Oswald - Formation de l'émulsion : aspect dynamique : aspect de formulation

(stabilisation/déstabilisation : rôle des émulsifiants et des stabilisants) - Exemples d'applications industrielles : détergence -

polymérisation en émulsion - applications pétrolières.IV. Mousses liquides : Définition - Propriétés caractéristiques (volume de mousse, qualité, T1/2, ...) - Les 3 étapes de la

vie d'une mousse : formation de la mousse - mûrissement de la mousse (drainage, succion capillaire, mûrissement d'Oswald)

- mousse persistante à film mince - Antimousses - Applications industrielles : cosmétique, pétrole, incendie, ...

DE LA PHYSICO-CHIMIE AUX PROCEDES DANS L'INDUSTRIE DES COSMETIQUESAlex Poulin, Ingénieur, LVMH

I - Formulation.II - Les problématiques de physico-chimie des produits cosmétiques.III- La rhéométrie appliquée aux cosmétiques : émulsion, gel, vernis à ongles, rouges à lèvres, etc ...IV - Le compromis formulation - procédés.

RHEOLOGIE APPLIQUEE AUX PRODUITS ALIMENTAIRESGérard Cuvelier, Professeur ENSIA - Massy

Cet enseignement propose une illustration de l'intérêt de la rhéologie appliquée au domaine des industriesalimentaires.I. Points abordés et illustrés à l'aide d'exemples : Les principaux comportements rencontrés et méthodes de

caractérisation employées : techniques viscosimétriques, essais en régimes harmoniques, essais en déformation uniaxiale,

techniques empiriques.II. Développements appliqués : La caractérisation des ingrédients en relation avec leur valeur industrielle (les céréales

par exemple) ou leur fonctionnalité (agents de texture : épaississants, gélifiants) - La caractérisation des différents types de

matériaux (milieux formulés, produits intermédiaires, produits finis) : les milieux liquides - les milieux semi-liquides et

pâteux ; systèmes multiphasiques : émulsions, mousses, suspensions de particules - les solides rigides - Le suivi de

processus de transformation (cuisson, gélification, ...) - La conduite de procédé, les interactions produit/procédé - La relation

propriétés rhéologiques/texture au plan sensoriel.

ANGLAIS * 3 ECTSPatricia H. Beving, Professeur, Département des Langues Paris VI

* UE commune aux Parcours Recherche "Modélisation, statistique et algorithmique", "Interfaces,instabilités, milieux multiphasiques et hétérogènes" et "Physique théorique des systèmes

complexes".

L’objectif de l'année de M1 était une autonomie de l’étudiant tant à l’oral qu’à l’écrit, afin de rendrel’étudiant capable :- de faire une lecture cursive et sélective d’un texte,- de synthétiser des documents multiples et complexes, d’en faire des résumés,- d’argumenter et de réagir sur ces textes,- d’acquérir la langue “spécifique” de préparation à la vie active.L’objectif de l'année de M2 est de parfaire son autonomie en ce qui concerne des situations de vieprofessionnelle s’il estime ne pas être encore à l’aise dans ce domaine.Thèmes de vie professionnelle : exercices de simulation et de mise en situation (recherche d’emploi,communication lors de congrès …)

Unités d'Enseignement optionnelles — 2 au choix parmi :

ALGORITHMES ET LOGICIELS NUMÉRIQUES * 3 ECTSPascal Viot, Directeur de Recherche CNRS

* UE commune au Parcours Recherche "Modélisation, statistique et algorithmique".

L'objectif de ce cours est d'apprendre à résoudre divers problèmes numériques (intégration, équationsalgébriques et différentielles, équations aux dérivées partielles, algèbre linéaire, ...) en sélectionnant lesméthodes de résolution adaptées.

I. Analyse numérique.II. Calcul formel.III. Acquisition des méthodes de résolution.

PHYSIQUE DES ONDES * 3 ECTSReinhard Höhler, Professeur à l'Université de Marne-la-Vallée

* UE commune au Parcours Recherche "Modélisation, statistique et algorithmique".

Le but de ce cours est d'initier les étudiants aux concepts fondamentaux de la physique des ondescohérentes et incohérentes et de leur interaction avec la matière.

I. Équations d'onde.II. Diffraction.III. Diffusion.IV. Cohérence.V. Modes de propagation.

PROPAGATION D'ONDES EN MILIEU HÉTÉROGÈNE :DE l'ÉCHELLE MICROSCOPIQUE Á l'ÉCHELLE MACROSCOPIQUE* 3 ECTS

Reinhard Höhler, Professeur à l'Université de Marne-la-Vallée

* UE commune aux Parcours Recherche "Modélisation, statistique et algorithmique"et "Interfaces, instabilités, milieux multiphasiques et hétérogènes".

Le but de ce cours est de comprendre la propagation d'ondes en milieu hétérogène aux échelles locales etmacroscopiques, ainsi que les méthodes permettant d'utiliser les ondes comme sonde des milieuxcomplexes.

I. Types d'hétérogénéité des milieux.II. Diffusions simple et multiple.III. Description statistique de la propagation.IV. Approximations de diffusion et de transfert radiatif.V. Transitions d'échelles.VI. Ondes cohérentes en milieu hétérogène.

MILIEUX POREUX ET ÉCOULEMENT DANS LES ROCHES * (1) 3 ECTSLahcen Nabzar, Ingénieur de l'Institut Français du Pétrole

* UE commune aux Parcours Recherche "Modélisation, statistique et algorithmique","Interfaces, instabilités, milieux multiphasiques et hétérogènes"

et à la spécialité "Mécanique et Énergétique" du Master SDI.

Le but de ce cours est de pouvoir effectuer des calculs d'écoulement de fluides, d'abord simples puiscomplexes, dans des milieux poreux modèles et naturels. Les fluides seront essentiellement des fluidesdits "colloidaux" avec phase continue huileuse ou acqueuse. Les domaines industriels d'application sontnombreux. Parmi ceux-ci, la problématique "injectivité & productivité des puits" fournira l'essentiel dessupports du cours.I- Méthodes de caractérisation des roches (1 séance)II- Perméabilité, écoulement monophasique ( 1 séance)- En capillaire: loi de Poiseuille

- En milieux poreux: loi de Darcy- Relation Porosité/perméabilité (Kozeny-Carman)

III- Ecoulement de fluides (4 séances)- Traceur, dispersion- Ecoulement de fluides colloïdaux (transport, transfert aux interfaces et dépôt)

IV- Effet sur les propriétés pétrophysiques (2 séances) - Réduction de perméabilité, de porosité - Exemples d'application: injectivité/productivité des puits

MICROSYSTÈMES ET MICROFLUIDIQUES * 3 ECTSMarie-Caroline Jullien, CR CNRS – ENS Cachan - campus Rennes

* UE commune aux Parcours Recherche "Modélisation, statistique et algorithmique"et "Interfaces, instabilités, milieux multiphasiques et hétérogènes".

Les années récentes ont vu l'explosion des microtechniques, basées sur le silicium ou la lithographiemolle. Ces technologies ont été utilisées dans plusieurs domaines, de la chimie analytique à la biologie.Les objets ou situations produits par ces technologies donnent lieu actuellement à un effort important derecherches, notamment outre atlantique. Un exemple est la puce à ADN, ou le "lab on a chip" qui consisteà miniaturiser un laboratoire d'analyse chimique sur une puce de silicium. Une des disciplines ayantémergé dans ce contexte est la microfluidique. La microfluidique porte sur les écoulements dans lesmicrosystèmes. Elle recouvre un ensemble important de situations originales, dont certaines restent àcomprendre ou à maîtriser. Il s'agit d'une discipline jeune, qui est actuellement dans une phase deconstruction. L'objectif du cours est de mettre les étudiants en contact avec le domaine des microsystèmeset de la microfluidique, en leur enseignant un certain nombre de notions, et en analysant des situationstypiques. Les microsystèmes donnent lieu actuellement à des développements économiques importants,qui pourront, dans l'avenir, concerner les étudiants intéressés par ces sujets. Un accent tout particulier seramis sur les très nombreuses applications de la microfluidique dans le secteur industriel.

STAGE INDUSTRIEL INCLUANT L'INSERTION PROFESSIONNELLE 30 ECTS

PREPARATION AU STAGEAnke Lindner, Maître de Conférences Paris VIAlain Ponton, Chargé de Recherche CNRS

Au cours du premier semestre de cette année de M2, les étudiants entreprennent individuellement derechercher leur propre stage professionnel. Ils sont guidés et suivis par les enseignants tout au long deleur recherche.

ATELIER REUSSITE PROFESSIONNELLEHubert Jaming, Consultant en Ressources Humaines et Paris VII

Combinant des apports méthodologiques et des séances d'entraînement en petits groupes, cetenseignement a pour objectif de donner aux étudiants les clés d'une recherche efficace d'un stage ou d'unemploi. Fortement interactifs, les ateliers se moduleront en fonction des besoins effectifs des étudiants.Nous travaillerons notamment à partir des offres de stage les concernant.

Les apports méthodologiques permettront à chacun de :• Comprendre les processus de recrutement des entreprises et les principales méthodes de recrutementqui vont être rencontrées.• Élaborer un projet professionnel cohérent, en adéquation avec son profil (motivations, compétences,personnalité) et la réalité du marché du travail.• Élaborer un CV clair et complet, mettant en valeur ses atouts, au service de son projet professionnel.• Organiser sa recherche de stage/d'emploi ; utiliser efficacement les outils actuels de recherche (Internet,annonces, forums, ...).• Élaborer une lettre de motivation susceptible de retenir l'attention du recruteur, en réponse à uneannonce, ou en candidature spontanée.• Préparer ses entretiens de recrutement ; éviter les principales erreurs commises dans ce type d'entretien;savoir répondre aux questions généralement posées.

Les séances d'entraînement permettront de personnaliser les conseils et de se préparer concrètement à sesentretiens (des séances méthodologiques pour l'ensemble des étudiants seront associées à des séancesd'entraînement par groupes de 4-5 étudiants).

STAGE ET SUIVI DU STAGE Anke Lindner, Maître de Conférences Paris VIAlain Ponton, Chargé de Recherche CNRS

Le stage industriel est réalisé au cours du second semestre de cette année de M2. Il est d'une durée de 6mois commencera au 1er Mars. Il se fera dans les entreprises partenaires : Italcementi, Saint-Gobain,L'Oréal, Institut Français du Pétrole, Weber et Broutin, Michelin, Lafarge, Solvay, Nestlé, Danone,Rhodia, Total Fina-Elf, IRSID, CEA, CEA-DAM, ... Il peut également s'effectuer à l'étranger après accordde l'équipe pédagogique.

Le stage donne lieu à un rapport écrit et une soutenance orale devant un jury.