Prévision et contrôle du mouvement des fibres dans les environnements encombrés – FiberCrowd

Le mouvement de petites particules allongées, telles que les fibres de microplastiques ou les parasites, se produit souvent dans des écoulements complexes remplis d'obstacles, tels que les grains dans les sols poreux ou la matrice élastique du mucus. Le tri de ces fibres en fonction de leur taille ou de leurs propriétés mécaniques à l'aide de supports structurés, tels que les réseaux de piliers, est essentiel pour de nombreux processus, tels que le diagnostic, l'analyse biologique et le contrôle de la pollution environnementale.

La prévision et le contrôle de la trajectoire de structures élastiques allongées dans un écoulement chargé d'obstacles sont donc essentiels pour comprendre la physique des systèmes biologiques et industriels, ainsi que pour concevoir des techniques de séparation efficaces. Cependant, la séparation des particules allongées et/ou déformables est un processus très difficile en raison du large éventail de morphologies qu'elles peuvent adopter lorsqu'elles interagissent avec des écoulements et des obstacles.

Stimulé par nos récentes découvertes sur la séparation des fibres à l'aide de réseaux de piliers, et soutenu par l'excellent accord entre nos résultats expérimentaux et les simulations numériques, le projet FiberCrowd propose d'étudier le mouvement des fibres rigides et flexibles dans des environnements encombrés afin de répondre à des questions fondamentales restées sans réponse et d'optimiser davantage notre nouvelle stratégie de tri.

En utilisant une combinaison unique de simulations et de techniques expérimentales avancées, nous chercherons à prédire et contrôler le transport de fibres flexibles dans des environnements complexes modèles ou plus réalistes, et à optimiser la séparation des fibres en explorant 1) les effets de la géométrie du milieu, 2) l'utilisation d'écoulements dependant du temps, et 3) l'effet de la rhéologie non-Newtonienne du liquide suspendant et d'une matrice poreuse déformable.