Section: New Results

Modélisation numérique, remaillage adaptatif et optimisation pour la morphologie de nanofils

Participants : Laurence Moreau [correspondant] , Thomas Grosges.

L’objectif était de développer une méthode permettant de détecter et d'analyser la présence de nanomatériaux dans l’eau. Une voie possible consiste à étudier les effets liés aux couplages lumière-matière, c’est-à-dire la réponse photo-thermique des nanomatériaux illuminés par une onde électromagnétique. La méthode proposée consiste à étudier la réponse thermique du nanofil immergé sous l’illumination et à la relier à la bulle produite. Le problème multi physique est modélisé par un système d’équations couplées : équation de Helmoltz et équation de la chaleur. La résolution numérique de ces équations est effectuée par une méthode des éléments finis et un processus d’optimisation incluant des boucles de remaillages adaptatifs afin de contrôler la précision de la solution et assurer la convergence. Une étude de la morphologie de la bulle a été réalisée en fonction de paramètres géométriques et physiques. Deux fonctions permettant de relier la taille de la bulle à la taille et la forme du nanomatériau ont été définies. La résolution du modèle inverse, associé à ces fonctions, permettant de remonter à la morphologie du nanomatériau via celle de la bulle. L’efficacité et la pertinence du modèle ont été montrées en confrontant les résultats numériques aux résultats expérimentaux.

Ce travail a donnée lieu à 3 articles et 2 participations à des conférences internationales