Aliénor Rivière et Émilien Dilly, lauréats des Grands Prix de thèse 2024 de la SFP
La Société Française de Physique a le plaisir d’annoncer les lauréats de ses deux prix de thèses soutenues en 2024, les Prix Saint-Gobain 2024 et Prix Daniel Guinier 2024
Prix Daniel Guinier 2024
Le Prix Daniel Guinier 2024 est décerné à Aliénor Rivière pour sa thèse en physique non linéaire intitulée « Déformation et fragmentation de bulles en turbulence » réalisée au Laboratoire de Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes à l’ESPCI, CNRS, PSL*, sous la direction de Laurent Duchemin, Christophe Josserand et Stéphane Perrard.
Sa thèse, basée sur des travaux théoriques et numériques, se situe dans le domaine de la turbulence diphasique, pour mieux comprendre la dynamique et la fragmentation de bulles de gaz dans un écoulement liquide turbulent.
La couche supérieure des océans est en permanence soumise à oxygénation par les bulles d’air piégées lors du déferlement des vagues. Cet effet contrôle le mélange d’oxygène dans l’océan et donc les processus biologiques qui s’y produisent. Des expériences récentes de laboratoire ont quantifiées la distribution de tailles de bulles d’air piégées dans un écoulement turbulent, mais son origine physique reste mal comprise.
Au cours de sa thèse, Aliénor Rivière s’est intéressée à cette problématique en combinant simulations numériques directes et modélisation. Son travail sur le processus de fragmentation d’une bulle unique au sein d’un écoulement turbulent, publié dans Physical Review Fluids en 2022, montre que la distribution des tailles des fragments est pilotée par des effets inertiels turbulents pour des fragments de grande taille, et à des effets capillaires pour les petits fragments.
Ces deux lois de distribution, de part et d’autre d’une taille critique de bulle fragmentée, reproduisent les expériences de laboratoire issues d’une vague déferlante ou de la fragmentation d’une bulle unique dans un écoulement turbulent. Aliénor Rivière a aussi étudié numériquement et théoriquement la statistique de la déformation d’une bulle unique dans un écoulement turbulent. Ses travaux publiés dans Journal of Fluid Mechanics en 2024 montrent que les modes de déformation de la bulle peuvent être décrits comme ceux d’un oscillateur amorti, forcé aléatoirement. Le mode propre de déformation est classiquement celui d’une bulle dans un fluide au repos, tandis que l’amortissement de la déformation, est augmentée d’un facteur dix en présence d’un écoulement turbulent, en raison de la couche limite entourant la bulle.
Les rapports de thèse soulignent qu’il est exceptionnel d’obtenir des avancées, aussi profondes et nombreuses, dans le cadre d’une thèse et qu’au-delà des données obtenues, à l’aide de techniques de pointes parfaitement maîtrisées, il s’agit d’un véritable progrès dans la compréhension d’un phénomène physique, à laquelle de nombreux scientifiques ont consacré tant d’efforts.
Prix Saint-Gobain 2024
Le Prix Saint-Gobain 2024 est décerné à Émilien Dilly pour sa thèse intitulée « Hélices, Perversions et Vrilles : De la Mécanique des Tiges Inspirée par les Plantes à la Génération de Courbure chez les Plantes à Vrilles » effectuée à l’Université Paris-Cité sous la direction de Dražen Zanchi et Julien Derr.
Le travail d’Émilien Dilly concerne la physique des tiges vrillées. C’est grâce à celles-ci que de nombreuses plantes grimpantes se hissent le long d’un tuteur, ou encore d’un support destiné à végétaliser une ville soumise au changement climatique. Émilien a tout d’abord découvert qu’une inversion locale de leur hélicité, connue sous le nom de perversion de vrille, implique une régulation du couple qu’elles exercent.
En combinant calculs théoriques, simulations numériques et expériences sur des tiges métalliques, il a pu mettre en évidence la portée de ce mécanisme au-delà du royaume végétal et leur potentiel pour la conception d’actuateurs à couple constant. Revenant vers la croissance des plantes, il a ensuite associé ce même large éventail de techniques à des expériences sur des plants de concombre pour élucider le couplage entre les contraintes mécaniques subies par la tige et l’évolution de sa forme. Il a ainsi mis en évidence une tension seuil au-dessus de laquelle le vrillage n’est pas possible et l’a ensuite rationalisée à partir de modèles de croissance.
Par leur ampleur et la diversité des techniques employées et la sensibilité de leur auteur aux enjeux scientifiques de plusieurs disciplines, les travaux d’Émilien Dilly apportent non seulement une compréhension renouvelée des vrilles végétales, mais contiennent de plus des avancées fondamentales pour les mathématiques appliquées et la physique non-linéaire.
Composition du Jury :
- Valérie Blanchet, Centre Lasers Intenses et Applications, CNRS – CEA – Université de Bordeaux
- François-Marie Bréon, Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, CEA – CNRS – Université Paris-Saclay, Professeur au Collège de France
- Marie-Emmanuelle Couprie, Synchrotron SOLEIL, CEA – CNRS – Université Paris-Saclay, lauréate du Prix Charpak-Ritz 2021
- Elisabeth Giacobino, Présidente de la SFP, ENS Paris, Laboratoire Kastler-Brossel, lauréate du prix Félix Robin 2010
- Xavier Marie, INSA-Toulouse, Laboratoire Physique et Chimie des Nano-Objets, lauréat du prix Jean Ricard 2019
- Philippe Rosnet, Université Clermont – Auvergne, Equipe Particules et Univers, Vice-président de la Division SFP « Champs et Particules »
- Bart Van Tiggelen, Laboratoire Physique et Modélisation des Milieux condensés, Université Grenoble-Alpes, lauréat du prix Langevin 2004
- Daniel Rouan, Vice-président de la SFP, Laboratoire d’Etudes Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique de l’Observatoire de Paris, membre de l’Académie des Sciences
- Henri Mariette, Secrétaire aux Prix pour la SFP, Institut Néel, CNRS, Université Grenoble-Alpes