École Nationale Supérieure de Techniques Avancées
Cycle d'ingénieur

MODEX 2023-2024

(Module Expérimental)

Enseignant responsable : Jean Boisson (jean.boisson@ensta-paris.fr)

L'enseignement de MODEX consiste à réaliser en 6 séances, un projet sur un sujet préétabli.
L'objectif est de vous confronter à un environnement de recherche à caractère principalement expérimental.

Les élèves inscrits dans un MODEX doivent :
- Assister à la séance de présentation des sujets
- Effectuer leur choix de MODEX dans les délais impartis
- Assister obligatoirement aux 6 séances de 3h encadrées
- Fournir un rapport écrit dans les délais impartis
- Préparer une présentation ou une vidéo et assister à l'ensemble des présentations de leur groupe.


I) Procédure de choix :
  1. Vous devez vous mettre par binôme en respectant la mixité de parcours 
  2. Faire 3 choix de thématique par ordre de préférence 
  3. Reportez la composition des binômes et les numéros des thématiques choisies dans cette feuille.
  4. Vous trouverez la répartition finale des groupes sur cette page.
  5. Vous noterez que certains groupes seront peut-être modifiés pour respecter la mixité de parcours.
  6. Vous trouverez la répartition des soutenances avec les jurys sur cette page (10/03/24).
    Dates limites :
    - Remise des choix (3 choix par binômes) pour le dimanche 14 janvier 23h59 AU PLUS TARD 
      ATTENTION : Vous êtes responsable de la constitution des binomes qui devront respecter les exigences du règlement de scolarité et respecter le principe de mixité
      Extrait du règlement de scolarité:
      L'ENSTA Paris est attachée à ce que ses étudiants - quels que soient leur nationalité et leur parcours académique antérieur - puissent expérimenter au cours de leur formation à l'Ecole le travail en équipe au sein de groupes composés de profils variés. Lors de la constitution des groupes dans les activités pédagogiques impliquant un travail collectif, ce principe de mixité sera donc appliqué : chaque groupe devra se composer d'étudiants présentant une diversité en genre, en nationalités et en parcours antérieurs. Les responsables des activités pédagogiques concernées veilleront à l'application de ce principe.


II) Calendrier et déroulement du MODEX:

1. Séances de MODEX :

Les 6 séances de MODEX sont programmées sur 6 demi-journées :  les mardi matin suivants :

2. Soutenance : 

L'ensemble des soutenances aura lieu le 12 mars 2024 en présentiel (salles et composition des jurys à venir)
Dans chaque groupe, un jury est constitué d'un panel d'enseignants ayant proposé les sujets.

II) Rapport :

Les MODEX s'effectuent par équipe de 2 élèves. Chaque binôme doit rédiger un rapport écrit de 20 pages maximum (figures et bibliographie comprises). 
Ce rapport  doit être impérativement remis l'avant-veille en fichier pdf (nom1_nom2_numérodusujet.pdf) à l'encadrant. 
Attention si vous choisissez la soutenance par Vidéo, vous devez tout de même rendre un rapport écrit allégé (voir plus bas). 

1. Remise du rapport papier à la soutenance + envoi du rapport nom1_nom2_numérodusujet.pdf à l'encadrant.

2. Vous pouvez réaliser le rapport en Latex ou en Word.



III) Soutenance :

Tous les élèves doivent assister à l'ensemble de la session de soutenance dans laquelle ils présentent. 

La soutenance peut être réalisée de 2 manières différentes au choix :
    -Présentation orale de 10-12 minutes suivie de questions.
    -Vidéo de 5 à 10 minutes projetée le jour de la soutenance, suivie de questions.

Vidéo (facultatif)
L'objectif est de se familiariser avec le média vidéo dans le cadre scientifique. Dès lors, il s'agit de réaliser une vidéo courte (5-10 min) dans laquelle la problématique est posée,
le système et les mesures sont décrites, enfin les résultats sont présentés et discutés. Il est recommandé d'utiliser les outils spécifiques au média (montage, incrustations, stop-motion,...) 
pour améliorer la pédagogie de la vidéo. Si vous choisissez ce moyen d'évaluation, il faudra le signaler par mail à votre encadrant et à jean.boisson@ensta-paris.fr avant 
la dernière séance de travail. Par ailleurs, les meilleures vidéos pourront éventuellement être diffusées si vous êtes d'accord.
Exemples de vidéos :
Tuned Mass Damper
Solar System
La gravité quantique à boucles

Attention si vous choisissez la soutenance par Vidéo, vous devez tout de même rendre un  rapport écrit "allégé" :
Introduction, problématique, figures avec légendes,  conclusion et bibliograhie (pas de corps de texte).


IV) Notation :

A l'issue des soutenances de chaque groupe, les enseignants se réuniront pour attribuer une note à chaque élève. La note totale se décompose de la manière suivante :
- Travail fourni pendant les séances encadrées : 1/3
- Rapport écrit (synopsis): 1/3
- Soutenance orale ou vidéo : 1/3


V) Liste des sujets : 

- Liste des sujets de Modex proposés (descriptifs sous la liste). 
- Il faut noter que certains de ces sujets seront encadrés en anglais.
- Les sujets se déroulent pour la plupart à Palaiseau, à l'UME , à l'école Polytechnique, au CEA, et à l'UCP. 


I) CHIMIE ENERGIE

1. Combustion : mesure de vitesses de flammes laminaires
2. Synthèse et caractérisation de polymères réticulables
3. Procédé de captage du CO2 pour des applications énergies
4. Stockage d'énergie thermique et frigorifique dans des matériaux du type hydrates salins
5. Nanoparticules
6. Réactions multicomposants

II) DYNAMIQUE/ VIBRATION

7. Bille chaotique
8. Chaos électronique : L'oscillateur non linéaire de Van der Pol
9. Propagation d’ondes de flexion dans une plaque mince avec des défauts
10. Contrôle des vibrations lors d'un séisme
11. Physique des ondes de surface
12. Tube à choc
13. Acoustique des salles : comment caractériser et améliorer l'acoustique d'une salle de cours.
14. La tâche de Poisson
15. Accoustique des tuyaux harmoniques

III) MECANIQUE DES FLUIDES

16. Contrôle de l'écoulement autour d'un profil d'aile
17. Portance induite par une rotation : effet "Magnus"
18. Balle sustentée par plusieurs jets libres
19. Contrôle de la portance d'un cylindre, physique de la turbo-voile
20. Aux alentours de Mach 2
21. Experimental study of a turbulent jet 
22. Instabilité de Taylor-Couette, transition vers la turbulence
23. Raz de marée
24. Bistabilité de sillage d'un modèle simplifié de véhicule
25. Vidange tourbillonnaire
26. Ecoulement de Métaux liquides et force de Laplace
27. Etude de la nage d'un poisson magnétique
28. Étude expérimentale de propriétés de la turbulence par des mesures de fil chaud
29. Étude expérimentale de la couche limite autour d'un cylindre

IV) MECANIQUE DES SOLIDES

30. Etude de l'anisotropie de tissus biologiques
31. Adhésion et pelage des tissus biologiques 
32. Métallurgie du chocolat
33. Rhéologie du bonbon
34. Caractérisation mécanique d'éprouvettes en TPU/TPE imprimées 3D
35. Résistance à la flexion de plaques imprimées 3D 
36. Influence sur la propagation d'une fissure, du motif d’impression dans le procédé d’impression par Dépôt de fil fondu (FDM)
37. Influence sur la propagation d’une fissure, de la géométrie d’une éprouvette obtenue par découpe laser
38. Soudage à l'arc MIG/MAG: aspects thermiques, aspects métallurgiques, effets structures 3D
39. Caramel et ses propriétés en flexion :
40. Torsion sur un matériau polymère fabriqué en impression 3D :
41. Etude des propriétés des matériaux métalliques imprimés en 3D
42. Etude des propriétés des matériaux résines imprimés en 3D

VI) Descriptifs détaillés:

I) CHIMIE ENERGIE

1. Combustion : mesure de vitesses de flammes laminaires
Lieu : UCP ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Asmae Belghiti (asmae.belghiti@ensta-paris.fr)
Etude expérimentale de la vitesse fondamentale de flamme laminaire de mélanges méthane/air, hydrogène/air et éventuellement additivés de CO2. Le dispositif utilisé est un brûleur à flux de chaleur permettant la mesure de vitesse de flamme dans différentes conditions. Des simulations par différents modèles cinétiques existants seront également étudiées et comparées aux résultats expérimentaux obtenus.

 2. Synthèse et caractérisation de polymères réticulables
Lieu : UCP ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Clément Polese (clement.polese@ensta-paris.fr)
Des polymères de la famille des polyethers seront synthétisés à partir de leur monomère dans des conditions réactionnelles ajustables, puis leurs propriétés physiques seront étudiées (RMN, ATG, IR, Rhéomètre...). En fonction des résultats obtenus, la fonctionnalisation de ces polymères ainsi que leur réticulation pourront être étudiées.

synthese

3. Procédé de captage du CO2 pour des applications énergies
Lieu : UCP ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Didier Dalmazzone (didier.dalmazzone@ensta-paris.fr)
Le dioxyde de carbone (CO2), un sous produit de nombreux procédés de production d’énergie, est également un gaz à effet de serre responsable d’une modification rapide du climat planétaire. Le CO2 présent dans les fumées de combustion, dans le biogaz issu de la fermentation de la biomasse ou encore, dans  le gaz de synthèse produit par reformage des hydrocarbures, est toujours mélangés avec d’autres gaz neutres (N2), valorisables (H2, CH4) ou polluants (CO, SOx, NOx). La séparation, ou captage, du CO2 est donc un enjeu technologique et environnemental majeur. Les hydrates de gaz sont des candidats intéressants dans cette perspective car ils permettent d’extraire à un faible coût énergétique le CO2 d’un mélange de gaz complexe. Composés de molécules d’eau associées dans une structure cristalline capable de piéger du gaz dans des cavités à l’échelle moléculaire, les hydrates de gaz ne mettent en effet en jeu que des interactions physiques. Un procédé aux hydrates se montrerait par conséquent bien moins énergétivores que les procédés chimiques existants mettant en jeu dans les traitements acido-basiques. L’objet du MODEX sera de mesurer les conditions en pression et température de la formation de ces hydrates, ainsi que les énergies associées à cette formation, en présence de divers mélanges de gaz. Une technique de microcalorimétrie sous pression de gaz développée au laboratoire sera employée pour cela.

4. Stockage d'énergie thermique et frigorifique dans des matériaux du type hydrates salins
Lieu : UCP ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Didier Dalmazzone (didier.dalmazzone@ensta-paris.fr)
Le stockage de l’énergie thermique est un enjeu majeur pour l’amélioration de l’efficacité énergétique des systèmes de chauffage ou de réfrigération. Ce stockage peut être réalisé sous forme de chaleur sensible (échauffement ou refroidissement d’un corps possédant une capacité calorifique élevée) ou par chaleur latente (cristallisation ou fusion d’un corps possédant une chaleur latente de changement de phase élevée). Plus efficace en théorie, le second mode de stockage est également plus difficile à mettre en œuvre techniquement. La recherche dans ce domaine porte notamment sur la formulation et la mise en œuvre de matériaux à changement de phase appropriés (température et enthalpie de changement de phase, toxicité et eco-compatibilité, coût).
On propose dans ce travail d’étudier des combinaisons d’eau et de chlorure de calcium (CaCl2.nH2O). Ces hydrates cristallins peuvent, selon le niveau de température, perdre ou gagner de l’eau, ce qui s’accompagne d’une variation d’enthalpie particulièrement élevée. Leur emploi pour le stockage thermique aurait en outre l’avantage de permettre un stockage de long terme à un coût très bas.
L’objet du MODEX sera de mesurer les enthalpies de changement de phase et les capacités calorifiques de ces matériaux. Une technique de microcalorimétrie sous pression de gaz développée au laboratoire sera employée pour cela.

5. Nanoparticules
Lieu : UCP ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Jean François Hochepied (jean-francois.hochepied@ensta-paris.fr)
Ce MODEX a pour but de faire découvrir aux élèves différents aspects concernant les nanoparticules. Il introduira les connaissances en chimie, matériaux, mesures physiques permettant d'appréhender le monde des nanoparticules....Chaque séance couvrira un thème différent.
1ere séance: introduction et métrologie: comment mesurer la taille d'une particule ? Exemples sur des nanoparticules de silice: mesures de particules en suspension par diffusion dynamique de la lumière, mesure de surface spécifique, analyse d'images de microscopie électronique: comparaison et discussions.
2ème séance: quantum dots: synthèses rapides et mesure de propriétés optiques: absorption UV-visible, fluorescence.
3ème séance: nanoparticules métalliques: synthèses et propriétés optiques.
4ème séance: synthèses de particules d'oxydes métalliques à propriétés photocatalytiques.
5 ème et 6ème séance: caractérisation des photocatalyseurs, tests photocatalytiques.

6. Réactions multicomposants
Lieu : UCP ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Marianne Guillard (marianne.guillard@ensta-paris.fr)
Les méthodes de screening haut débit mises au point dans l'industrie pharmaceutique nécessitent de développer de nouvelles voies de synthèse afin d’obtenir un grand nombre de produits différents le plus rapidement possible. Les réactions multicomposants répondent en partie à cette nécessité ; il s'agit en une seule étape de coupler plusieurs produits (au moins trois), la structure finale retenant les éléments structuraux de chaque composé de départ. Il est alors possible de former plusieurs milliers de produits différents en une seule journée, en faisant varier les produits de départ et en automatisant les introductions de réactifs. Le laboratoire est spécialisé sur ces thématiques et notamment sur les couplages à base d'isonitriles (réactions de Ugi et Passerini). Nous proposons dans le cadre de ce modex de mettre au point des synthèses de structures hétérocycliques complexes en exploitant cette chimie des isonitriles couplée à des réactions de cyclizations. Ce modex sera l'occasion de travailler sur l'ensemble des techniques du domaine de la chimie organique (préparation de réactions, suivi réactionnel, chromatographie et analyse structurale).

puzzle


II) DYNAMIQUE/ VIBRATION

7. Bille chaotique
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Pierre Philippe Cortet (ppcortet@fast.u-psud.fr).
On explore la dynamique d'une bille rebondissant sur un plateau vibrant. Grâce à l'analyse numérique de films pris à la caméra rapide, on découvre que cette dynamique fait apparaître une série de bifurcations qui conduit le système vers un état chaotique. On pourra comprendre théoriquement et modéliser numériquement cette transition vers le chaos.

8. Chaos électronique : L'oscillateur non linéaire de Van der Pol
Lieu : CEA Saclay. 2 élèves. Responsable : Sebastien Aumaitre (sebastien.aumaitre@cea.fr).
On explore ici la dynamique chaotique d'un circuit électronique particulier : l'oscillateur de Van der Pol. Cet oscillateur imaginé par le physicien néerlandais est l'une des première mise en évidence d'un chaos déterministe.
L’équation de Van der Pol a trouvé de nombreuses applications dans les sciences physiques et biologiques. Par exemple, en biologie, Fitzhugh et Nagumo ont développé une version bidimensionnelle de ce système dynamique pour décrire le potentiel d'action des neurones.

9. Propagation d’ondes de flexion dans une plaque mince avec des défauts.
Lieu : CEA Saclay  Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Sebastien Aumaitre (sebastien.aumaitre@cea.fr)
Descriptif : Si les ondes sont un moyen efficace de sonder la matière, et il est important de comprendre la propagation des ondes en présence de désordre. On propose ici d’étudier la propagation d’onde de flexion dans une plaque mince élastiques en présence de défauts de masse constitués de trous ou de masses ajoutée sous forme d’aimants. Le but du projet sera de mesurer certaines modifications des propriétés de l’onde (relation de dispersion, modes propres, réponse fréquentielle) en fonction de la nature et de la quantité de défauts. .

10. Contrôle des vibrations lors d'un séisme
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : André Stabile (andre.de-figueiredo-stabile@ensta-paris.fr)
Le but de ce MODEX est d'étudier expérimentalement un modèle de bâtiment soumis à l'action d'un séisme, et de proposer et mesurer l'efficacité de stratégies de contrôle de vibration dans cette situation. On utilisera d'abord un amortisseur dynamique accordé (ou tuned mass damper, TMD), sous la forme d'un pendule simple, pour lequel on déterminera les paramètres optimaux. Ensuite, selon la disponibilité de temps et l'intérêt des étudiants, d'autres systèmes peuvent être étudiés, comme des isolateurs de base ou des métamatériaux.

11. Physique des ondes de surface
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Paul Billant (paul.billant@polytechnique.edu)
Dans ce modex vous étudierez la physique des ondes de surface d'un liquide dans un canal à surface libre. En modifiant l'écoulement vous pourrez étudier les différents régimes torrentiel et fluvial et comprendre l'intéraction entre les vagues et le champ de vitesse en profondeur.

12. Tube à choc
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Marica Pelanti (marica.pelanti@ensta-paris.fr).
Ce module expérimental porte sur une étude expérimentale et numérique de la propagation d'une onde de choc plane dans un tube. La mesure de la vitesse du choc expérimentale est comparée avec les résultats théoriques et numériques. Pour les simulations numériques 1D on utilise le logiciel CLAWPACK (avec interface Matlab pour la visualisation). Bonne connaissance Matlab requise.

13. Acoustique des salles : comment caractériser et améliorer l'acoustique d'une salle de cours.
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Karsten Plamann (karsten.plamann@ensta-paris.fr)
L'objectif de ce MODEX est d'étudier expérimentalement les caractéristiques acoustiques d'une salle de cours, et de proposer des améliorations pour l'utilisation de cette salle dans un contexte donné: organisation d'un concert, d'une pièce de théâtre, prise de son, etc. Pour cela les étudiants mesureront dans un premier temps quelques grandeurs caractéristiques de la salle: modes de salle, réponse impulsionnelle, temps de réverbération, etc.. Dans un deuxième temps, ils proposeront des améliorations qui pourront être testées à l'aide du logiciel de simulation CATT Acoustic, ou directement dans la salle si le matériel est disponible.

14. La tâche de Poisson
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Karsten Plamann (karsten.plamann@ensta-paris.fr)
En 1818, Augustin Fresnel présenta sa théorie ondulatoire de la lumière à l’Académie des Sciences dans le cadre d’un concours. Le mathématicien et physicien Siméon Denis Poisson, sceptique par rapport à cette théorie, démontrera qu’elle prédit une tâche lumineuse au centre de l’ombre géométrique d’un écran opaque circulaire, ce qui serait évidemment absurde. Le président du comité,  Dominique-François-Jean Arago, décida de réaliser l’expérience et démontra l’existence de cette tâche, rendant Fresnel vainqueur.
Au cours du Modex nous réaliserons l’expérience de Fresnel-Arago dans différentes configurations et nous comparerons les résultats aux modélisations numériques at aux prédictions de la théorie de Fresnel.
tache

15. Accoustique des tuyaux harmoniques
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Benjamin Cotte (benjamin.cotte@ensta-paris.fr)
Lorsqu’un écoulement passe à travers un tuyau corrugué (c’est-à-dire avec des parois non lisses), un sifflement peut se produire. Cela peut poser problème dans certaines applications industrielles, mais cela est également utilisé dans certains jouets musicaux appelés tuyaux harmoniques ou tubes hurleurs : voir par exemple https://www.youtube.com/watch?v=6zb0ADLJBuU. L’objectif de ce MODEX et de comprendre les mécanismes physiques à l’origine des tuyaux harmoniques. Les élèves pourront ensuite choisir de concevoir un nouveau dispositif pour en modifier le son, améliorer son rayonnement ou au contraire le réduire.

tuyaux

III) MECANIQUE DES FLUIDES

16. Contrôle de l'écoulement autour d'un profil d'aile
Lieu : Ecole Polytechnique, Palaiseau. 2 élèves. Responsable : William Gilbert (gilbert@lms.polytechnique.fr).
A notre disposition un profil NACA 0020 de corde 10cm et d'envergure 20 cm, une soufflerie de dimension de veine 20*30*40 cm dans laquelle on peur faire varier la vitesse de l'écoulement de 5 à 25 m/s. Comment améliorer les caractéristiques (traînée et/ou portance) de base d'un profil simple?

17. Portance induite par une rotation : effet "Magnus"
Lieu : Ecole Polytechnique, 2 élèves. Responsable : William Gilbert (gilbert@lms.polytechnique.fr).
A notre disposition un cylindre de diamètre 4 cm et de hauteur 15 cm, une soufflerie de dimension de veine 15*15*60 cm dans laquelle on peur faire varier la vitesse de l'écoulement de 5 à 24 m/s. On étudiera l'écoulement autour d'un cylindre en rotation ( 0 à 10000 tr/min) pour comprendre l'effet Magnus.

18. Balle sustentée par plusieurs jets libres
Lieu : Ecole Polytechnique, Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Clément Savaro (savaro@ensta-paris.fr).
A notre disposition une boite, munie de trous régulièrement espacés, reliée à une alimentation en air comprimé dont on peut faire varier le débit, plusieurs balles de diamètres et de poids différents. Le but de ce modex est de décrire les écoulements et les trajectoires prises par une balle soumise à ces écoulements.

19. Contrôle de la portance d'un cylindre, physique de la turbo-voile
Lieu : Ecole Polytechnique, 2 élèves. Responsable : Clément Savaro (savaro@ensta-paris.fr).
A notre disposition un cylindre de diamètre 4 cm et de hauteur 20 cm, une soufflerie de dimension de veine 20*30*70cm dans laquelle on peur faire varier la vitesse de l'écoulement de 5 à 20 m/s. Comment peut on contrôler l'écoulement pour augmenter la portance de ce cylindre?

20. Aux alentours de Mach 2
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Reynald Bur (reynald.bur@onera.fr).
Les écoulements à grande vitesses engendrent des perturbations liées à la compressibilité de l’écoulement . Afin de connaître le mécanisme de formation et de déplacement des ondes de chocs liées à ce type d’écoulements on réalisera des essais dans une soufflerie à Mach 2 sur des maquettes de forme diverses 

21. Experimental study of a turbulent jet
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Pierre Philippe Cortet (ppcortet@fast.u-psud.fr).
Jet flows belong to a broader class of free shear flows that are found in several applications such as aircraft engines and combustion chambers. Understanding their evolution and transition to turbulence is essential to control jet noise and improve combustion efficiency. In this project, a turbulent round jet will be explored using hot wire anemometry and different aspects of a turbulent shear layer will be studied such as characteristics of the exiting boundary layer, spreading of the shear layer etc. It will give a first-hand experience at conducting physical experiments, calculating associated measurement uncertainties, along with giving insights into the physics of jets as well as turbulence.


22. Instabilité de Taylor-Couette, transition vers la turbulence
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Paul Billant (paul.billant@polytechnique.edu)
Dans ce MODEX, on s'intéresse à l'écoulement entre deux cylindres concentriques pour lequel le cylindre intérieur est en rotation. Dans cet écoulement dit de Taylor-Couette vous mettrez en évidence par des mesures de Vélocimétrie par effet Doppler Laser la complexification de l'écoulement avec une succession de bifurcations symptomatiques de la transition vers la tubulence en mécanique des fluides.

23. Raz de marée
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Luc Pastur (luc.pastur@ensta-paris.fr)
Ce MODEX porte sur l’étude de la houle. Quelles sont les particularités des ondes excitées à la surface de l'eau ? Comment se distinguent-elles des ondes acoustiques ? Pourquoi les vagues arrivent-elles en général parallèles à la plage ? Quel est le mécanisme qui conduit au déferlement ? Qu'est-ce que la dérive de Stokes ? Qu'est-ce qu'une onde solitaire et quel rapport entretient-elle avec le phénomène de tsunamis ? Les "vagues scélérates" existent-elles ? Toutes ces questions, et bien d'autres encore, pourront être abordées au cours de ce MODEX.

24. Bistabilité de sillage d'un modèle simplifié de véhicule
Lieu : Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Responsable : Luc Pastur (luc.pastur@ensta-paris.fr)
Le corps d'Ahmed est un corps élancé qui est de la forme simplifiée d'un véhicule terrestre (camion, voiture). Le sillage de ce corps montre un bistabilité gauche-droite ou haut-bas qui dépend de son rapport d'aspect et de la garde au sol. Dans ce modex vous mettrez en évidence cette bistabilité avant d'étudier la transition entre les deux états et d'essayer de la relier aux renversements du champ magnétique qui ont lieu au sein du soleil.

25. Vidange tourbillonnaire
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves.Responsable : Aurore Caquas (aurore.caquas@ensta-paris.fr)
Descriptif : La vidange d'un récipient est décrite par la célèbre loi d'Evangelista Torricelli, que l'on peut interpréter de façon moderne comme la transformation de l'énergie potentielle de la colonne d'eau en énergie cinétique du jet de vidange. Lors de la vidange, il peut cependant arriver qu'un tourbillon se forme, comme cela est communément observé dans une baignoire qui se vide, ou, à plus grande échelle, lors de la vidange de lacs de centrales hydroélectriques. Une question peu documentée porte sur les modifications qu'entraîne la présence du tourbillon sur la loi de Torricelli. Ce modex a pour double objectif de mettre à l'épreuve la loi de Torricelli dans le cas d'une vidange simple puis d'une vidange tourbillonnaire.

26. Ecoulement de Métaux liquides et force de Laplace.
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Jean Boisson (jean.boisson@ensta-paris.fr)
L'objectif de ce modex est l'étude d'un écoulement de métal liquide forcé électromagnétiquement. Ce type d'écoulement est très présent dans l'industrie sidérurgique, verrière ou même électrnucléaire.
Dans une géométrie type Taylor-Couette à surface libre, il faudra élaborer une chaine de mesure et essayer de déterminer quels sont les régimes d'écoulements et les transitions entre eux.

ballot

27. Etude de la nage d'un poisson Magnétique.
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Jean Boisson (jean.boisson@ensta-paris.fr)
L'objectif de ce modex est la fabrication puis l'étude d'un poisson composé d'une structure d'aimant. Il s'agira d'élaborer le Poisson dans un premier temps, puis dans un second temps étudier la propulsion de celui-ci en fonction de la fréquence et l'amplitude de l'excitation.

nageur

28. Étude expérimentale de propriétés de la turbulence par des mesures de fil chaud
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Jean Le Bris (jean.le-bris@polytechnique.edu)
L’objectif sera d’étudier certaines propriétés des écoulements turbulents à partir de mesures de fil chaud, sur un montage de jet turbulent plan à l’ENSTA. Il sera éventuellement possible de venir sur le site du CEA Saclay pour poursuivre ces études sur un écoulement de von Karman et s’intéresser à des phénomènes de couches limites sur les dernières séances. The aim will be to study certain properties of turbulent flows using hot-wire measurements, on a planar turbulent jet set-up at ENSTA. It may be possible to come to the CEA Saclay site to continue these studies on a von Karman flow, and to look at boundary layer phenomena in the final sessions.

29. Étude expérimentale de la couche limite autour d'un cylindre
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Loic Sombaert (loic.sombaert@onera.fr)
L’objectif sera d’étudier certaines propriétés de la couche limite autour d'un cylindre à partir de mesures de tube de Pitot et de balance d'effort afin de caractériser l'évolution de la traînée en fonction du nombre de Reynolds. Nous chercherons à mettre en évidence le phénomène de crise de traînée et de discuter des avantages/inconvénients de la détermination du coefficient de traînée selon les différentes méthodes. Une comparaison avec la théorie sera aussi envisagée. L'influence de l'ajout de bandes rugueuses et/ou d'une paroi alvéolée (type balle de golf) sur la traînée pourra également être étudiée.

IV) MECANIQUE DES SOLIDES

30. Etude de l'anisotropie de tissus biologiques
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves.Responsable : Alexandre Hamma (alexandre.hamma@ensta-paris.fr).
Les tissus biologiques sont connus pour avoir des réponses mécaniques fortement non-linéaires. Ces comportements s'expliquent notamment par la nature ainsi que la structuration de ces tissus conjonctifs composés d'un réseau de fibres de collagène. Le but de ce Modex est de mettre en avant expérimentalement cette anisotropie. Dans un premier temps une brève étude bibliographique sera réalisée, dans un second temps des essais de traction sur différents tissus seront réalisés, puis, nous confronterons les résultats obtenus à la littérature. 

31. Adhésion et pelage des tissus biologiques 
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Alexandre Hamma (alexandre.hamma@ensta-paris.fr).
L'adhésion des tissus biologiques entre eux permet la transmission des efforts musculaires au squelette et entraîne les mouvements corporels. Cette transmission a prinicpalement lieu au niveau des tendons et du perioste. Ce tissu conjonctif entoure les os y adhérant grâce à des fibres de collagène (Sharpey). Dans ce modex nous réaliserons des expériences de pelage sur des modèles simplifiés avant de les réaliser sur des tissus biologiques ce qui nous permettra de proposer un modèle d'adhésion pour le périoste.

32.  Métallurgie du chocolat
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Fabien Szmytka (fabien.szmytka@ensta-paris.fr).
Descriptif : le chocolat, comme les matériaux métalliques, est sensible aux variations de températures auquel il est sujet lors de sa solidification. Le tempérage du chocolat consiste ainsi à le faire fondre et à amorcer la cristallisation de manière à obtenir des propriétés particulières pour le produit solidifié. L’objectif de ce modex sera ainsi d’étudier les cycles thermiques appliqués au chocolat (température maximale atteinte, vitesse de refroidissement, palier de température, etc) et de former des éprouvettes de flexion pour étudier ses propriétés mécaniques une fois refroidies. Il s’agira ainsi de trouver le procédé de mise en forme qui permettra d’avoir e chocolat le plus croquant possible !
Mots clés : Traitements thermiques, essais de flexion, Procédé de mise en forme

33. Rhéologie du bonbon
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Fabien Szmytka (fabien.szmytka@ensta-paris.fr).
La gélatine, un produit issu de tissus animaux (souvent de porc) est un des composés principal des bonbons classiques. Pour s'adapter aux consommateurs (régime végétarien, halal...) les marques de bonbons ont fait évoluer leurs compositions pour remplacer la gélatine. Afin de garder la même sensation en bouche, il est intéressant de connaître les propriétés mécaniques de la gélatine pour les reproduire à partir d'autres composés d'origine non animales. Ce MODEX s'intéressera donc aux propriétés de la gélatine au travers de tests mécaniques.

34. Caractérisation mécanique d'éprouvettes en TPU/TPE imprimées 3D
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Nicolas Thurieau (nicolas.thurieau@ensta-paris.fr).
Résumé : L’impression 3D polymère a fait de nombreux progrès ces dernières années avec des imprimantes permettant de produire des pièces complexes avec des résolutions très fines. Pour cette étude, vous utiliserez une imprimante multi-matériau FDM permettant de transformer des granulés de matières en produit imprimable. Il s’agira alors de tester des produits souples : le TPU et le TPE, thermoplastiques élastomères qui allient les propriétés élastiques des élastomères et les propriétés mécaniques des plastiques. Il vous faudra alors définir des éprouvettes, les imprimer, définir un plan d’expérience en traction permettant de choisir le meilleur compromis entre les différents paramètres d’impression et ensuite analyser le comportement mécanique des différentes éprouvettes.
Mots clés : fabrication additive, thermoplastique élastomère, plan d’expérience, essais de traction

35. Résistance à la flexion de plaques imprimées 3D 
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Nicolas Thurieau (nicolas.thurieau@ensta-paris.fr).
Descriptif : L’impression 3D polymère a fait de nombreux progrès ces dernières années avec des imprimantes permettant de produire des pièces complexes avec des résolutions très fines. Pour cette étude, vous utiliserez une imprimante FDM permettant d’imprimer à la fois de l’acide polylactique ou PLA et de l’acrylonitrile butadiène styrène ou ABS. Il s’agira de produire une plaque qui résiste le mieux à la flexion, en jouant à la fois sur l'épaisseur, le matériau, le remplissage, l'orientation de la matière pour une taille de plaque fixée. Il vous faudra mettre au point un plan d’expérience et identifier puis analyser les modes de défaillance des plaques imprimées
Mots clés : fabrication additive, thermoplastique élastomère, plan d’expérience, essais de flexion

36. Influence sur la propagation d'une fissure, du motif d’impression dans le procédé d’impression par Dépôt de fil fondu (FDM)
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : David Roucou (david.roucou@ensta-paris.fr)
La propagation de fissure résulte de la façon dont la structure est chargée à l’échelle macroscopique ainsi que de la microstructure qui est rompue lors de son avancée. Dans ce modex, nous étudierons l’influence de la microstructure sur les conditions de propagation en faisant varier les motifs d’impression en Fused Deposition Modeling.
Ce sujet est recommandé aux étudiants qui suivent le cours Ms207.

37. Influence sur la propagation d’une fissure, de la géométrie d’une éprouvette obtenue par découpe laser
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Véronique Lazarus (pietro.gazzi@ensta-paris.fr)
La propagation de fissure résulte de la façon dont la structure est chargée à l’échelle macroscopique ainsi que de la microstructure qui est rompue lors de son avancée.

Dans ce modex, nous étudierons l’influence de la macrostructure sur les conditions de propagation en faisant varier la géométrie de l’éprouvette obtenue par découpe laser. Les essais pourront servir à la constitution d’une base de données utile à la mise en place de méthodes de machine learning.

Ce sujet est recommandé aux étudiants qui suivent le cours Ms207.

38. Soudage à l'arc MIG/MAG: aspects thermiques, aspects métallurgiques, effets structures 3D
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Lahcène Cherfa (lahcene.cherfa@ensta-paris.fr).
Une opération de soudage s'accompagne d'une très forte élévation de température de l'assemblage (fusion) suivie d'un refroidissement rapide. Cela entraîne une modification de l'état microstructural, et bien souvent des propriétés mécaniques du matériau soudé. Il s'agit de réaliser des cordons de soudure à l'aide d'un robot de soudage à l'arc, avec différentes conditions opératoires. On détermine la cartographie de température en surface lors du soudage à l'aide d'une camera infrarouge. On pratique une analyse macrographique des cordons de soudure pour caractériser les hétérogénéités métallurgiques engendrées (Zone fondue, zone affectée thermiquement). Mots clé: Soudage à l'arc, thermographie infrarouge, analyse métallographique.

39. Caramel et ses propriétés en flexion :
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Sebastien Ballesio (sebastien.ballesio@ensta-paris.fr)
Le caramel, bien que principalement constitué de sucre, peut être travaillé avec d'autres ingrédients pour le rendre moins cassant et/ou plus mou. L'idée du MODEX est de comparer différentes compositions de caramel sur ses capacités de tenue en flexion, propriétés pouvant être utiles dans le cadre de montage en pâtisserie ou autre sculpture gastronomique par exemple.

40. Torsion sur un matériau polymère fabriqué en impression 3D :
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Sebastien Ballesio (sebastien.ballesio@ensta-paris.fr)
Le phénomène de torsion est régulièrement étudié dans des études de conception mécanique, par exemple en automobile avec les arbres de transmission. La torsion apparaît lorsqu'un couple est appliqué en bout de "poutre", suivant la normal de sa section. L'idée du MODEX est d'évaluer les propriétés en torsion d'un polymère imprimé 3D en fonction de différents paramètres d'impression (densité, stratégie d'impression, ..).

41. Etude des propriétés des matériaux métalliques imprimés en 3D
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Baris Telmen (baris.telmen@ensta-paris.fr)
L'impression 3D est une technologie qui nous permet de prototyper rapidement de nouvelles structures. L'objectif est de caractériser le métal imprimé en 3D par des tests d'indentation (comparaison avec les valeurs ASTM et littérature) et d'observer les propriétés de la microstructure.

42. Etude des propriétés des matériaux résines imprimés en 3D
Lieu : UME ENSTA Palaiseau. 2 élèves. Responsable : Baris Telmen (baris.telmen@ensta-paris.fr)
Ce projet explore les propriétés mécaniques des structures en résine imprimées en 3D grâce à des essais de traction. En soumettant des échantillons imprimés sur résine, nous visons à analyser et à comprendre la résistance à la traction du matériau, en modifiant les paramètres d'impression.

Mise à jour : J. Boisson, le 19 Décembre 2023