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Doctorat

Sujet de recherche

Étude de la cavitation acoustique dans les suspensions solides-liquides

Directeur/codirecteur

Directeur: Daria C. Boffito  Codirecteur: Étienne Robert  

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Fin de l'affichage : 31 décembre 2017

Unité(s) et département(s)

Département de génie chimiqueDépartement de génie mécanique

Description détaillée

 

Étude de la cavitation acoustique dans les suspensions solides-liquides

La cavitation acoustique est la croissance et l'effondrement de bulles de vapeur sous l'influence d'un champ sonore traversant un liquide. Les températures et les pressions produites localement lors de l'implosion sont extrêmement élevées, pouvant atteindre 104 K et plusieurs centaines d'atmosphères, respectivement. Ces conditions, combinées à un refroidissement rapide (supérieur à 1010 Ks-1) fournissent un environnement unique pour promouvoir des procédés mécaniques et chimiques. Pour cette raison, les ultrasons ont récemment trouvé une application dans plusieurs secteurs industriels, y compris le nettoyage industriel, l'émulsification, la synthèse de matériaux et la fermentation.

Les effets des bulles de cavitation peuvent être caractérisées au travers de la dynamique des oscillations, des températures et les pressions maximales atteintes lorsque leur effondrement, ainsi que par le nombre de radicaux générés. Le projet présenté ici se concentre sur la quantification des effets mécaniques et chimiques dans les systèmes liquide- solide, lorsque les bulles sont générées autour de particules solides en suspension. Les liquides considérés comprennent l'eau et différents solvants organiques, alors que les solides seront des poudres de différentes granulométries utilisées dans des réactions catalytiques hétérogènes.

Bien que nature fondamentale, ce projet de recherche a le potentiel de contribuer de manière significative et rapide à l'avancement des connaissances dans plusieurs domaines techniques tels que la synthèse de matériaux novateurs, l'électrochimie, l'assainissement de l'environnement, le nettoyage industriel, l'agro-alimentaire et le biomédical (imagerie, pharmaceutique).

La compréhension fondamentale des processus physiques et chimiques impliqués sera acquise grâce à des expériences menées à petite échelle dans des conditions bien contrôlées. À partir de ces résultats, un modèle sera développé pour mettre en corrélation les propriétés physico-chimiques des systèmes de cavitation avec les profils de pression et de température lors de l'effondrement, le volume affecté, le rayon maximal des bulles et le rendement obtenu.

À l'École Polytechnique, l'équipe de supervision académique sera constituée des Profs Etienne Robert (Génie mécanique Dept. – mécanique des fluides, modélisation) et Daria C. Boffito (génie chimique; - sonochimie, intensification des procédés et catalyse).

Description du poste disponible

Un poste d'étudiant au doctorat (PhD) avec date de début à  l'hiver/printemps 2018     . D'autres postes d'étudiant au cycles supérieurs peuvent devenir disponibles en 2018. Les activités de recherche planifiées sont :

  1. Caractérisation expérimentale des systèmes de cavitation par sonoluminescence, sonochemiluminescence, calorimétrie, iodométrie, cinématographie ultra-rapide et détection d'ondes de choc. Ce poste nécessite un intérêt pour le travail de laboratoire et de solides bases en mécanique des fluides, chimie ou en physique.

  2. Modélisation des caractéristiques de cavitation acoustiques des systèmes liquide- solide. Une expérience en programmation et en simulation numérique constitue un atout pour ce poste. 

 Qualifications

Les prérequis pour le poste ci-haut sont une Maîtrise en sciences (MSc ou équivalent). Les candidats avec un diplôme en génie mécanique, physique, chimique ou des matériaux seront considérés favorablement. D'excellentes aptitudes de communications en anglais (tant à l'oral qu'à l'écrit) sont essentielles. Le choix des candidats sera effectué sur la base du dossier académique, des aptitudes en langues et du dossier de publication. Les candidats doivent être fortement motivés pour effectuer un doctorat et être capable de travailler indépendamment.

Application

Les personnes intéressées sont invitées à soumettre un dossier incluant :

  1. Un bref curriculum vitea ainsi que leurs relevés de note les plus récents;

  2. Un exemple d'écriture technique en anglais pour lequel le candidat est l'auteur

    principal (article scientifique ou mémoire de maitrise par exemple);

  3. Une liste de publication (si applicable), comprenant une section dédiée aux articles

    soumis ou acceptés dans des journaux internationaux à comité de lecture;

  4. Une lettre de présentation d'une page dans laquelle est précisé les qualifications du

    candidat, ses motivations et ses contributions en recherche.

Les dossiers doivent être soumis par email au Profs. Etienne Robert :

etienne.robert@polymtl.ca et Daria C. Boffito: daria-camilla.boffito@polymtl.ca .

Les dossiers incomplets ou non-conformes ne seront pas évalués.Le processus d'évaluation se fera de manière continue à partir du 1er octobre 2017, pour un début du projet au semestre d'hiver ou de printemps 2018.

À propos de l'École Polytechnique de Montréal

Fondée en 1873, Polytechnique Montréal est l'un des plus importants établissements d'enseignement et de recherche en génie au Canada. Polytechnique occupe le premier rang au Québec pour le nombre de ses étudiants et l'ampleur de ses activités de recherche. 

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