RÉSULTATS APPEL À PROJETS " PROGRAMME DE VISITES DOCTORALES " 2023 - CLÔTURÉ EN JUIN 2023

Favoriser des collaborations émergentes et la prise de contact avec des post-doctorants potentiels

Liste des projets sélectionnés au " Programme de visites doctorales " 2023

Development of zein based bioresins - Alice Mija - ICN - 7,5k€

Ce séjour consiste en l'accueil de Daniela-Elena Lotos, une doctorante en 2ème année de l'Institute of Macromolecular Chemistry de Roumanie, pour une période de trois mois, à l'Institut de Chimie de Nice (ICN). L'objectif de cette visite, prévue du 15 septembre au 15 décembre 2023, est de permettre à la doctorante de bénéficier de l'expertise reconnue de l'ICN dans le domaine des polymères biosourcés, des thermodurcissables recyclables et des composites.

Daniela-Elena Lotos effectue ses travaux de doctorat sous la supervision du Prof Bogdan C. Simionescu à l’Institute of Macromolecular Chemistry (ICMPP) en Roumanie. Elle travaille sur le développement de biomatériaux micro- et nanostructurés à base de polysaccharides pour des applications médicales. Elle s’intéresse plus précisément à la création de nouveaux matériaux composites à base de différents polysaccharides qui présentent un potentiel prometteur pour la rétention et la libération de médicaments, en plus d'être biocompatibles et d'avoir des propriétés antimicrobiennes.

Dans le cadre de son séjour, elle bénéficierait principalement de l’encadrement du Prof. Dr. Alice MIJA et de son groupe de travail au sein de l'équipe « Catalyse, Méthodes de Synthèse Organique & Chimie Fine ». Cette collaboration vise à à offrir à la doctorante l'opportunité d'acquérir le savoir-faire nécessaire pour concevoir et caractériser morphologiquement les biomatériaux.

Fast X-ray tomo-rheoscopy of foams - Christophe Raufaste - INPHYNI - 2,5k€

Cette visite repose sur l'accueil de Schott Florian, actuellement en 3ème année de thèse à l'Université de Lund en Suède sous la supervision de Rajmund Mokso à l'Institut de Physique de Nice (INPHYNI). Le séjour est prévu pour une durée d’un mois, du 1er octobre 2024 au 31 octobre 2024, et a pour objectif de soutenir les travaux de recherche du doctorant axés sur les écoulements complexes de mousses liquides.

Afin de faciliter le transfert de techniques de fabrication et de caractérisation de mousses, Schott Florian sera intégré à l'équipe Fluides Complexes dirigée par Christophe Raufaste en vue d’utiliser des ressources et des équipements de pointe nécessaires à la réalisation de ses expériences et de ses mesures. Plus précisément, au sein de cette équipe, il travaillera sur des générateurs de bulles utilisant des systèmes microfluidiques. De plus, durant son séjour, il aura également accès à la plateforme de microfabrication et de caractérisation pilotée par Cyrille Claudet, l'une des cinq plateformes disponibles à INPHYNI.

Pour sa venue éventuelle, un plan de travail prévisionnel a été mis sur pieds, avec pour objectif de préparer une campagne d'expériences menées sous synchrotron pour la fin de l'année 2024 ou le début de l'année 2025. L’objectif scientifique est d'obtenir des informations détaillées sur la structure et le comportement des mousses liquides à l'échelle microscopique.

A noter que ce court séjour consolide également la présence d'Université Côte d'Azur au sein d’un consortium européen. En effet, le travail de recherche du doctorant s'inscrit dans un projet collaboratif réunissant trois unités en France : l'INPHYNI à Nice, le Laboratoire de physique de l'ENS à Lyon et le LIPhy à Grenoble, ainsi que deux autres instituts européens, le PSI à Villigen en Suisse et le MAX IV à Lund en Suède.

Cascade-induced patterns in turbulent systems - Dario Vincenzi - LJAD - 7,5k€

Ce séjour consiste en l'accueil de Kiran Kolluru, doctorant depuis 2018 au Département des sciences physiques de l’Indian Institute of Science (IISc) sous la supervision du Prof. Rahul Pandit, durant trois mois au Laboratoire des Mathématiques J-A Dieudonné (LJAD). Cette visite, prévue du 1er octobre 2023 au 31 décembre 2023, a pour objectif de mener des travaux à la fois analytiques et numériques sur un phénomène à l'origine du comportement complexe des champs de vitesse, à savoir les cascades d'énergie cinétique dans les écoulements turbulents.

Les écoulements turbulents se caractérisent par des hiérarchies de tourbillons ainsi que des fluctuations rapides de la vitesse et de la pression qui déterminent comment l’énergie se déploie et se dissipe localement dans un fluide. Dans ces systèmes, la présence de cascade d'énergie est un processus essentiel qui contribuent notamment à la circulation de l'eau ou de l'air, favorisant ainsi le mélange. Les cascades d’énergie assurent ainsi un transfert, en continue, de l’énergie des grandes échelles d'écoulement vers les plus petites, créant une cascade d'énergie cinétique.

Le séjour de Kiran Kolluru a pour but de développer une collaboration avec Dario Vincenzi pour explorer de nouveaux modèles théoriques en utilisant à la fois des approches analytiques et des simulations. Ces travaux se concentreront sur la dissipation d'énergie dans des écoulements complexes, en utilisant l’approche proposée par De Wit et al. suggérant que dans certaines zones de l'écoulement, l'énergie peut se dissiper de manière non uniforme à différentes échelles spatiales.

Modelling particle dynamics in superfluid helium - Giorgio Krstulovic - LAGRANGE - 7,5k€

Cette visite repose sur l'accueil de Piotr Stasiak, doctorant en 1ère année à l'Université de Newcastle au sein de l'École de Mathématiques, Statistiques et Physique, pour une période de trois mois au Laboratoire J-L Lagrange. Ce séjour prévu du 15 janvier 2024 au 15 avril 2024 a pour objectif de renforcer la collaboration entre l'Université de Newcastle et d'Université Côte d'Azur à travers l’avancement d’un projet de recherche centré sur la turbulence superfluide.

Le travail de Piotr Stasiak se concentre sur l'étude de la visualisation de l'hélium superfluide turbulent. Ce phénomène se produit lorsque l'hélium est refroidi à une température très basse, lui permettant de s'écouler sans frottement. Cependant, visualiser cet état superfluide est extrêmement difficile, voire impossible, alors même que malgré cet état des tourbillons turbulents peuvent se former et influencer le comportement de l'hélium superfluide. Pour examiner ce phénomène, Piotr Stasiak utilise des simulations numériques. Elles reposent sur un modèle à deux fluides entièrement couplés (hélium normal et hélium superfluide), ce qui permet de prendre en compte à la fois la dynamique de l'hélium superfluide et celle des traceurs de particules utilisés pour sa visualisation.

En parallèle, les équipes de Marco La Mantia à Prague et de Matthieu Gibert à Grenoble disposent de laboratoires dédiés à la visualisation du superfluide Hélium II. Ils utilisent actuellement des traceurs de particules pour ces expériences, ce qui nécessite le développement de modèles numériques capables de simuler ces conditions.
La visite du doctorant à Nice a pour but d’apporter un soutien théorique à ces collaborateurs expérimentaux notamment à travers une modélisation détaillée des mécanismes de piégeage et de dépiégeage des traceurs des lignes de vortex.

Le travail du doctorant consistera à adapter le code FOUCALT, un outil avancé de simulation de la turbulence superfluide initialement développé par Luca Galantucci et Giorgio Krstulovic grâce au programme d'échanges scientifiques de la Royal-Society. La demande fait état d’un plan de travail détaillé pour arriver à cette fin.

Cubical complexes - Indira Chatterji - LJAD - 7,5k€  

Ce séjour consiste en l'accueil de Pénélope Azuelos, en 1ère année de thèse au Département des Mathématiques à l’Université anglaise de Bristol, au Laboratoires Dieudonné (LJAD) durant une période de trois mois. Cette visite prévue du 15 octobre 2024 au 15 décembre 2024, vise à réunir les compétences du Pr Chatterji, spécialiste des actions de groupe sur certains espaces médians, et de Mme Azuelos, experte en groupe d'Artin.

Plus précisément, l’objet de la visite de Pénélope Azuelos est d'explorer les similarités géométriques entre les groupes d'Artin et les complexes CAT(0) ainsi que leurs isométries associées. Cette approche permettrait de mieux comprendre les relations et les interactions entre les générateurs des groupes d'Artin et les structures géométriques des complexes CAT(0).

Pour cette visite, un programme de travail en plusieurs étapes est proposé, avec différents sujets d’échanges déjà prévus. En parallèle, Pénélope d'Azuelos donnerait des conférences sur ses travaux en cours, réalisés sous la co-supervision de Mark Hagen de l'École de mathématiques de l'Université de Bristol et d'Indira Chatterji du Département de Mathématiques du LJAD.

Cette collaboration permettra de mettre les compétences en commun afin de comprendre dans quelle mesure les groupes d’Artin ont une structure géometrique proche des CAT(0) cube complexes

Asteroid families: The Athor and Zita complex system - Marco Delbo - LAGRANGE - 2,5k€

Ce séjour consiste en l'accueil de Dimitrios Athanasopoulos, doctorant à au Département de Physique de l’Université Université nationale et kapodistrienne d'Athènes, pour une durée d’un mois au Laboratoire Lagrange. Cette visite, prévue du 1 décembre 2023 au 31 décembre 2023, entre dans le cadre d’un projet dont l’objectif est d’identifier les corps parents des météorites et des fragments d'astéroïdes connus.

Les astéroïdes sont des vestiges de la période de formation des planètes. Cependant, tous les astéroïdes ne proviennent pas de cette époque. La plupart d'entre eux sont en réalité des fragments résultant de collisions entre objets plus grands qui se sont brisés au fil du temps à la suite d’impacts violents. Ce processus de fragmentation a donné naissance à des groupes disposant d’orbites similaires, appelés familles d'astéroïdes.

L’équipe du Laboratoire Lagrange a déjà identifié trois familles d'astéroïdes résultant de collisions. Parmi ces familles, deux appelées "Athor" et "Zita" présentent des caractéristiques orbitales et physiques complexes. Elles partagent des valeurs similaires de leur semi-grand axe, excentricité et inclinaison et se chevauchent donc dans l'espace des éléments orbitaux. Aussi, elles ont des propriétés physiques similaires, ce qui suggère que ces astéroïdes possèdent des compositions chimiques et minéralogiques analogues.

La visite de Dimitrios Athanasopoulos a pour but de démêler l'image complexe des familles d’astéroïdes "Athor" et "Zita" afin de mieux identifier les corps parents de ces deux familles. Cette tâche sera d’autant plus difficile que ces familles d’astéroïdes se situent dans les régions éloignées de la ceinture principale d'astéroïdes.
Le doctorant propose toutefois d’appliquer une méthode utilisée avec succès par son équipe dans la partie intérieure de la ceinture principale qui repose sur l’utilisation des vecteurs de spin des astéroïdes. 

Cette visite permettra de renforcer la collaboration avec l'Université nationale d'Athènes et de tirer parti des expertises mutuelles.

Waiting time fluctuations in disordered quantum conductors - Mathias Albert - INPHYNI - 5k€

Ce séjour consiste en l'accueil de Ferdinand Schulz, doctorant en dernière année au département de physique de l'Université de Bâle, pour un séjour de deux mois à l'Institut de Physique de Nice (INPHYNI). Cette visite, prévue du 4 septembre au 4 novembre 2023, vise à finaliser les projets développés dans le cadre de la co-direction de cette thèse par Mathias Albert pour INPHYNI et Patrick Pott pour Bâle. Les travaux de Ferdinand Schulz portent sur l'impact du désordre dans les matériaux ou les systèmes physiques qui présentent des propriétés de conductivité électrique.

L’objectif du projet est de comprendre comment certains facteurs comme des imperfections, impuretés ou variations dans la composition chimique dans des métaux ou semi-conducteurs perturbent le mouvement des charges électriques. Ce « désordre » peut par exemple entraîner des phénomènes de localisation, de piégeage des dans des régions spécifiques, rendant le transport électrique difficile voire impossible. La conductance montre alors des fluctuations statistiques qui peuvent avoir un impact sur le fonctionnement des dispositifs électriques et entraîner des comportements imprévisibles ou instables.

Le programme de travail du doctorant pendant son séjour à Nice est bien établi. Il consiste, dans un premier temps, à finaliser certains calculs et synthétiser les résultats pour écrire un article. Dans un second temps, il est proposé d’obtenir une compréhension théorique plus approfondie des systèmes désordonnés via un modèle simplifié basé sur une variante de la théorie des matrices aléatoires de Wishart. Ce modèle s'appliquerait aux conducteurs monomodes (ex : guide d'onde optique en fibre optique) ou à deux ou trois canaux, autrement dit des systèmes avec différentes configurations de voies de transmission.

Cette collaboration offre l'opportunité pour le porteur de renforcer son partenariat avec l'Université de Bâle, en particulier avec Patrick Pott, un expert reconnu dans ce domaine spécifique du transport électronique mésoscopique. 

Single photon source with 3D cold atomic ensembles (SiPhon) - Mathilde Hugbart - INPHYNI - 3,5k€

Ce séjour consiste en l'accueil de Lucas Pache, doctorant à l'université Humboldt de Berlin depuis 2022, pour un séjour d'un mois et demi à l'Institut de Physique de Nice (INPHYNI). Ce séjour, prévu du 30 octobre 2023 au 10 décembre 2023, vise à offrir au doctorant l'opportunité de participer à un programme expérimental dans le cadre de son projet de recherche doctoral.

Le projet de recherche de Lucas Pache, supervisé par le Prof. Arno Rauschendbeutel, se concentre sur le développement de nouvelles sources de lumière quantique en exploitant l'interaction entre plusieurs émetteurs quantiques, en l’occurrence des atomes, et un champ lumineux cohérent. L’objectif est de générer de la lumière « non classique » dotée de propriétés uniques.

L’utilisation de plusieurs émetteurs quantiques vise en effet à contrôler et à maîtriser la production de photons anti-groupés. Chaque émetteur quantique peut alors être programmé pour émettre un photon à un instant précis, ce qui permet de synchroniser les émissions selon un schéma prescrit. Une telle propriété présente des avantages pour diverses applications, liées notamment aux technologies quantiques.

Pour sa visite, Lucas Pache sera encadrée par Mathilde Hugbart de l'équipe "Atomes Froids" d'INPHYNI pour mener une série d’expériences préliminaires et étudier l'interaction et la propagation de la lumière à travers un ensemble d'atomes froids non piégés. Plusieurs expériences seront menées dans différentes dimensions afin de déterminer comment la structure spatiale de l'ensemble atomique influence la capacité des atomes à interagir avec la lumière et affecte le transport non linéaire des photons.

La visite de Lucas Pache renforce également la collaboration de l'équipe "Atomes Froids" d'INPHYNI avec le groupe berlinois initiée en 2022.

Numerical investigations of novel spectral schemes - Nicolas Besse - LAGRANGE - 7,5k€ 

Cette visite consiste en l'accueil pour une durée de trois mois au Laboratoire Lagrange de, Venkata Sai Swetha Kolluru, étudiante qui a rejoint en 2017 le doctorat intégré (IPhD) du département des sciences physiques de l'Indian Institute of Science. Ce séjour, prévu du 1er octobre au 31 décembre 2023, a pour objectif de s’appuyer sur l’expertise numérique de la doctorante afin de proposer des améliorations des méthodes spectrales utilisées pour simuler les écoulements turbulents.

Les écoulements turbulents se caractérisent par des mouvements irréguliers du fluide et éventuellement la formation de singularités dans le champ de vitesse. Cela devient particulièrement flagrant dans les situations compressibles où cela se matérialise par la formation d’ondes de chocs. La présence de telles discontinuités pose alors un défi majeur pour l’utilisation de méthodes numériques spectrales dont la convergence requiert des propriétés de régularité du champ de vitesse.

La visite de Mme Kolluru s’inscrit dans le projet plus vaste d’obtenir des résultats plus fiables et précis lors de l’utilisation de méthodes spectrales pour la modélisation des écoulements turbulents. L’approche proposée consiste à utiliser des noyaux de convolution spécifiques afin d’ajuster l’approximation spectrale et lisser les effets des discontinuités. Le projet propose également d'introduire et d’utiliser des opérateurs dissipatifs de relaxation ou de purge, avec pour idée de contrôler la dissipation d'énergie cinétique. L’utilisation des nouvelles méthodes développées dans le cadre du projet permettra d’améliorer significativement la caractérisation de cette perte de singularité.

A noter que ce séjour facilitera les échanges rapides, favorisant ainsi une progression plus rapide du projet de recherche. De plus, à la fin du séjour de Swetha Sai Kolluru à Nice, il est envisagé de valoriser les résultats obtenus par la soumission d’un article à une revue internationale de calcul scientifique.

Spontaneous stochasticity in multifractal random flows - Simon Thalabard - INPHYNI - 7,5k€

Cette visite consiste à accueillir pour une durée de 5 mois à l’Institut de Physique de Nice (INPHYNI), André Considéra, doctorant en 2ème année à Institut national de mathématiques pures et appliquées (IMPA) de Rio de Janeiro et en cotutelle avec l’Université Paris-Saclay. La visite, prévue du 1er septembre 2023 au 31 janvier 2024, a pour objectif de développer un programme de recherche axé sur le phénomène de stochasticité spontanée, une approche moderne pour aborder certains aspects imprédictibles du transport turbulent.

Le phénomène de stochasticité spontanée se concentre sur l'étude des fluctuations aléatoires qui se produisent naturellement dans les systèmes turbulents. Ces systèmes, souvent décrits comme désordonnés, se caractérisent par la présence de mouvements tourbillonnaires imprévisibles qui contribuent à accélérer le transfert ou à renforcer les mécanismes de mélange. Le paradigme de stochasticité spontanée admet ainsi que, malgré l'existence de lois déterministes sous-jacentes, des effets aléatoires restent toujours présents de manière intrinsèque et influencent le comportement du système dans sa globalité.

Le séjour d’André Considéra à Nice et sa collaboration avec Simon Thalabard a un double objectif. Le premier est d’approfondir la compréhension du phénomène de stochasticité spontanée dans des conditions réalistes, et notamment dans un environnement multidimensionnel. Le second objectif est d’évaluer les éventuelles inexactitudes ou limitations des modèles simplifiés utilisés dans les simulations, afin d'améliorer la précision des simulations futures.

A noter que cette collaboration avec André Considera est une étape clé pour développer un programme visant à étudier le phénomène de stochasticité spontanée dans un cadre non-gaussien en utilisant des modèles stochastiques minimaux. De plus, cette visite représente également une opportunité de renforcer la collaboration croissante entre l'équipe de dynamique des fluides à l'IMPA et l’équipe « Physique non linéaire et hors équilibre » d’INPHYNI.

Vers une gestion durable des ressources : Application de la théorie du contrôle optimal - Walid Djema - Inria - 7,5k€

Cette visite consiste à accueillir pour une durée de trois mois à l’Inria, Cherkaoui Dekkaki Othman, doctorant depuis 2018 au Département des Mathématiques de l’Université marocaine Mohammed V de Rabat. Cette visite, prévue du 1 octobre au 26 décembre 2023, a pour objectif de poursuivre une collaboration et, sur le plus long terme, de maximiser les chances de Cherkaoui Dekkaki Othman d'être recruté en tant que post-doctorant au sein des équipes Inria BIOCORE et McTAO après l'achèvement de son doctorat.

Dans ce cadre, le doctorant serait amené à travailler avec Walid Djema, Chercheur Inria dans l’équipe BIOCORE, et Jean-Baptiste Caillau, Professeur Université Côte d'Azur au Laboratoire J.-A. Dieudonné (LJAD) et membre de l’équipe commune Inria McTAO. Plus précisément, cette collaboration porterait sur un problème de contrôle optimal appliqué à des modèles bioéconomiques et à la gestion des déchets ménagers.

Le programme de recherche proposé se concentre sur l’optimisation du rendement et de l'efficacité de la conversion des déchets en bio-énergies par la mise en place de méthodes mathématiques avancées et d’algorithmes numériques pour optimiser les aspects économiques et les performances énergétiques de ce processus.

Pour appréhender pleinement les dimensions et contraintes multiples liées à la conversion des déchets en bioénergie, ce projet prévoit de combiner des données multidisciplinaires. Cette intégration a pour objectif d’améliorer les modèles existants en prenant en compte des scénarios où l'approvisionnement en déchets peut être irrégulier plutôt que constant ou bien de nouvelles contraintes auxquelles le système pourrait être soumis.