Filtrer avec des poils élastiques, un milieu poroélastique particulier – FiltHairs

Les structures élastiques unidimensionnelles déformables en contact avec les fluides, appelées poils, filaments ou cils, sont omniprésentes dans les systèmes vivants pour détecter, filtrer ou propulser. Inspiré par ces structures, ce projet explore la mécanique d'un système modèle de poils élastiques passifs dans un canal, et en particulier la manière dont ils filtrent les particules dans des écoulements à faible nombre de Reynolds. Comme ces structures minces se déforment facilement, elles peuvent se plier en réponse à des efforts visqueux, formant un milieu poroélastique qui s'adapte à la charge du fluide. Nous nous attendons donc à un comportement complexe de filtration et de bouchon modulé par la capacité des poils à se déformer. En combinant des expériences modèles bien contrôlées avec des concepts de mécanique des fluides, d’élasticité et des systèmes complexes, ce projet vise à découvrir le rôle de l'élasticité dans l'écoulement de suspensions dans les milieux poreux. Ce but est divisé en trois sous-objectifs : d'abord comprendre comment les poils confinés dans un canal se déforment sans particules, ensuite examiner la filtration des particules à l'échelle du pore avec un seul poil, enfin explorer l'écoulement de suspensions granulaires à travers des canaux poilus. Cette étude aux multiples facettes fera progresser nos connaissances sur la filtration/la formation de bouchons en présence de fluides et d'élasticité, avec des perspectives potentielles pour les systèmes biologiques et des applications microfluidiques.