Mémoires et stages de recherche au FrugalLab
Contact et superviseur
Prof. Denis Terwagne,
FrugalLab & FabLab ULB,
Département de Physique,
Faculté des Sciences,
Universtité Libre de Bruxelles ULB
email : Denis.Terwagne@ulb.ac.be
Motivation
Vous êtes étudiant en physique, en biologie, en bio-ingénieur ou en ingénieur ?
Vous désirez réaliser un stage de recherche ou un mémoire de fin d'étude au sein d'un laboratoire de recherche innovant ?
Vous êtes attiré par le FabLab, l'interdisciplinaire et la créativité ?
Vous êtes inspiré par la Nature et par des projets qui ont du sens ?
Vous aimez fabriquer, expérimenter, tester, chercher, chercher et chercher encore face à un problème ?
Vous désirez en apprendre d'avantage sur la bio-inspiration, la physique du mouillage et des structures, les méthodes non-conventionnelles de collecte d'eau ?
Alors, l'un de ces sujets de mémoires et/ou de stages est peut-être fait pour vous :
Contexte général
Selon les rapports des Nations unies, une personne sur huit n'a pas accès à l'eau potable et, en raison du changement climatique, l'eau deviendra de plus en plus rare. Selon un rapport très récent des Nations Unies, il est de la plus haute importance d'explorer les ressources en eau non conventionnelles car les ressources en eau actuelles sont surexploitées et insuffisantes.
Du côté de la nature, des organismes ont mis au point des moyens assez ingénieux et peu conventionnels pour capter et transporter l'eau, comme le lézard diable cornu, le scarabée du désert de Namibie, la mousse du désert... Plusieurs organismes récoltent l'eau à partir de l'eau atmosphérique (humidité, brouillard, nuages) en utilisant des surfaces rugueuses, hydrophiles et à géométrie variable.
Pour collecter l'eau aérienne, l'homme utilise essentiellement deux technologies originales : les filets à brouillard et les condenseurs d'eau. Déjà installés dans certains milieux arides, ces systèmes présentent une efficacité limitée pour collecter l'eau (10 à 100 l/m²/jour pour les filets à nuages et 1 à 10 l/m²/nuit pour les condenseurs d'eau). Nous proposons d'optimiser la collecte de l'eau sur des surfaces low-techs (tel que du verre dépoli) et/ou des réseaux de fibres conçus pour répliquer des processus physiques que nous observons dans la nature. En effet, les organismes biologiques évoluant dans les déserts et les milieux arides sont d'une grande inspiration pour les scientifiques.
Du mouillage super rapide sur des plantes à la collecte de rosée
Projet : Le projet vise à étudier expérimentalement les propriétés de mouillage des surfaces dite parahydrophilique. Il s’agit de surfaces hydrophiles et rugueuses. La caractéristique principale de ces surfaces est la très grande hystérèse de l’angle de contact. Nous proposons d’étudier les comportements des gouttes sur des surfaces low-techs afin d’exploiter cette hystérèse pour améliorer les systèmes de collecte d'eau non conventionnels tels que les filets à nuages ou les condensateurs d'eau.
Références :
[Koch, 2009] Koch et al., Phil. Trans. R. Soc. A 367 (2009)
[Sherbrooke, 1990] Sherbrooke WC, Journal of Herpetology 24 No. 3 pp. 302-308 (1990)
Filets à nuage : Des kirigami pour récolter de l'eau
Projet : Ce projet concerne l'optimisation des filets à brouillard existant. Notre objectif est d'améliorer la récupération de l'eau douce aérienne en utilisant des réseaux de fibres et en suivant des processus inspirés du règne végétal. Nous avons notamment constaté que l'utilisation de fibres à fines rayures (à l'aide d'un kirigami) sur lequel on peut stabiliser une fine pellicule liquide améliore considérablement l'efficacité de collecte des filets à brouillard.
Références :
[Pan, 2016] Pan et al., Nature plants 2, 16076 (2016)
[Ju, 2012] J.Ju, H.Bai, Y.Zheng, T.Zhao, R.Fang and L.Jiang, Nature Comm. 3, 1247 (2012)
[Byers, 1953] H. R. Byers, Ecology, 34, 192, (1953)