Marco Lucio Cerquaglia, lauréat du Belgian NCTAM Award

Marco Lucio Cerquaglia, chercheur au sein de l’Unité de Recherches A&M (Faculté des Sciences appliquées) est le lauréat du prix NCTAM  délivré du Comité national belge de mécanique théorique et appliquée. Ce prix souligne la qualité de son sujet de thèse dans le domaine du développement de techniques pour la simulation numérique de phénomènes d'interaction fluide-structure, soit des phénomènes rencontrés dans la vie de tous les jours et qu’il est important de surveiller.

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n pont qui bouge à cause du vent, le mouvement des parties mécaniques d’une voiture grâce à la présence d’un lubrifiant, le fonctionnement de nos valves cardiaques, le mouvement de pales des éoliennes, une aile d'avion qui vibre suite à une rafale de vent, …

ces phénomènes sont caractérisés par la présence d'une structure (solide) et d'un fluide (liquide ou gaz) qui interagissent. Ces phénomènes sont en général très complexes et les approches traditionnelles, théorique et expérimentale, ne sont souvent pas suffisantes pour les analyser de manière suffisamment détaillée. C’est pour cela que l’on emploie la simulation numérique. «L’approche numérique vient en appui aux approches théorique et expérimentale, explique Marco Lucio Cerquaglia, jeune chercheur au sein de l’Unité de recherches A&M(Faculté des Sciences appliquées) et lauréat  du Belgian NCTAM Award.  Pour faire simple, l'idée est de créer une maquette numérique du problème réel, parfois appelé « jumeau numérique », la plus fidèle possible, pour pouvoir mieux comprendre et étudier  ce problème dans tous ses détails. » Pour ce faire le chercheur a développé des logiciels qui simulent la réalité en résolvant les équations fournies par la théorie.

Pour des problèmes de la vie réelle, cela demande une masse énorme de calculs, impossibles à être menés par un être humain. « On se sert d’un ordinateur pour résoudre en peu de temps ce qui, pour être résolu à la main, prendrait des milliers, voire des millions d’années. »

Pour autant que les équations soient correctes et que la résolution par l’ordinateur se fasse correctement - c’est ici tout l’enjeu ! -, la maquette numérique reproduira de façon relativement fidèle la réalité. « Une fois que l’on aura vérifié la qualité du modèle, notamment en comparant des prédictions numériques avec des données expérimentales, la maquette numérique peut se substituer à l’expérience et aux prototypes. Cela permet d’analyser le phénomène d’intérêt beaucoup plus en détail, ou d’étudier plus facilement l’influence des paramètres qui interviennent dans le problème. »

Marco Lucio Cerquaglia a plus particulièrement développé dans le cadre de sa thèse des techniques permettant de simuler de manière robuste et efficace des problèmes d’interaction fluide-structure caractérisés par la présence d’un écoulement fluide complexe (induisant notamment l’apparition de vagues et d’éclaboussures), et de structures très légères et très flexibles, des caractéristiques très difficiles à traiter avec des techniques numériques traditionnelles. « Durant ma thèse, j’ai pu notamment appliquer mes développements à la simulation de phénomènes d’impact aux oiseaux sur les moteurs et les ailes d’avion. Même si cela semble étonnant, il s’agit bien d’un phénomène d’interaction fluide-structure, car un oiseau peut être raisonnablement modélisé comme un mélange d’eau et d’air ! »

Grâce à la généralité de l‘approche choisie, les applications possibles sont nombreuses. D’autres chercheurs sont déjà en train d’étendre les méthodes développées par Marco Lucio Cerquaglia à d’autres problématiques et même à d’autres domaines, au-delà des interactions fluide-structure.

NCTAM Best PhD thesis award competition

Marco Lucio Cerquaglia, chercheur au sein de l’Unité de Recherches A&M (Faculté des Sciences appliquées) est le lauréat du prix NCTAM  délivré du Comité national belge de mécanique théorique et appliquée.

A propos du National Committee for theoretical and Applied Mechanics (NCTAM)

La mission du Comité national belge de mécanique théorique et appliquée – qui dépend de l’Académie Royale des Sciences et des Arts de Belgique (RASAB)  -  est de promouvoir et de coordonner la recherche scientifique dans le domaine de la mécanique dans un contexte international. Ce groupe accueille tous les chercheurs actifs dans le domaine de la mécanique.