Les questionnements scientifiques des chercheurs de la Fédération sont riches et variés, mais ils s’insèrent néanmoins dans les mêmes grands champs d’applications qui constituent aujourd’hui des enjeux sociétaux majeurs.
On peut regrouper ces enjeux sociétaux au sein de 3 axes :
- Transport et énergie L’optimisation des systèmes de transport dans le contexte du développement de la mobilité durable pose des questions scientifiques de premier plan pour la mécanique avec l’objectif principal la réduction des émissions de CO2. Notre projet concerne principalement le transport aérien (aéronautique et aérospatiale) et terrestre (automobile, ferroviaire) avec l’optimisation des matériaux (durabilité, poids et résistance, matériaux composite, …), de l’aérodynamique (réduction de traînée et optimisation de forme, refroidissement des turbomachines, …), de l’aéroacoustique (réduction de bruit), de l’acoustique (contrôle non destructif) et de la combustion (chambres de combustion, hydrogène, …).
Le domaine de l’énergie au sens large est un champ applicatif motivant de nombreuses recherches autour de la combustion, du nucléaire, de la fusion avec la proximité du projet ITER, de l’efficacité énergétique et les échangeurs de chaleurs, des énergies alternatives comme les éoliennes, les biocarburants. L’optimisation énergétique dans le domaine de l’habitat se retrouve aussi dans bon nombre de recherches entreprises au travers de questions sur les matériaux, les structures, sur l’isolation thermique ou acoustique du bâtiment, des écoulements et transferts à l’échelle des villes.
- Milieux naturels et environnement L’étude des écoulements et la compréhension des mécanismes physiques à l’origine des transferts de matière et d’énergie est un enjeu crucial dans le contexte du dérèglement climatique. Le milieu marin tout d’abord est au cœur des études sur les vagues, le transport de sédiment, les études de génie côtier. Les problèmes d’environnement et de risques naturels sont abordés par les études sur les écoulements à grandes échelles de polluants, les travaux sur le traitement de l’eau, les modélisations de feu de forêts, l’analyse des écoulements granulaires rencontrés dans les glissements de terrain et les avalanches. A plus grande échelle, les planètes et la terre en particulier motivent des travaux de sismologie, de mécanique des fluides appliqués à la géophysique interne ou l’atmosphère. Le génie des procédés est par essence en lien direct ces préoccupations pour la filtration de l’eau ou encore le traitement et la valorisation des eaux usées et des déchets.
- Milieux vivants et santé Le corps humain et l’optimisation des systèmes ou des procédé pour l’industrie de la santé sont des champs d’investigation immenses qui posent de nombreux problèmes de mécanique des solides (modélisation des constituants de l’os, prothèses, ….), de mécanique des fluides (écoulements sanguins, étude d’anévrisme, valves cardiaque, mucus bronchiques, écoulement de lymphe…), d’acoustique (étude de l’audition pour les problèmes d’implants, psycho-acoustique, mesure non intrusive nécessitant la modélisation de la propagation du son dans les milieux complexes) et du génie des procédés (l’industrie chimique et pharmaceutique pour des problèmes d’extraction, de génération de particules…). Notre projet concerne le développement d’outils de simulation (écoulements sanguins, risques d’anévrismes, …) à la fois pour une meilleure compréhension des mécanismes physiques mais aussi pour l’aide au diagnostic ou l’aide à la conception de pièces mécaniques (valve cardiaque, prothèse, …). Finalement, imager le corps humain et mesurer de façon non intrusive est également un objet de recherche pour les équipes de la Fédération. Plus récemment sont apparus des travaux sur la biomécanique végétale. Loin d’être des organes inertes, les plantes réagissent à de nombreux stimulus mécaniques ce qui posent des questions nouvelles à la frontière entre mécanique des solides, mécanique des fluides et biologie.