L’objectif scientifique de ce groupe thématique est l’étude de l’interaction entre la lumière et des ensembles de particules, formant des nuages ou des agrégats. Ce type de milieux denses se rencontre dans de nombreuses configurations industrielles (suies constitués d’aggrégats, sprays, brouillards, etc.). Dans tous les cas, le milieu est dense, de sorte qu’il est nécessaire de prendre en compte les interactions successives ou simultanées entre les différentes particules, lorsqu’on veut prédire l’interaction lumière/matière ou faire une mesure optique des propriétés de ces particules (taille, concentration, vitesse, etc.).

Le but visé est le développement de diagnostics optiques adaptés aux milieux denses par :

• l’amélioration des techniques existantes en utilisant de nouvelles configurations expérimentales ou par un perfectionnement des modèles sous-jacents permettant une meilleure interprétation des résultats,
• l’innovation en proposant des techniques originales par l’utilisation d’impulsions ultra-courtes et l’utilisation des propriétés non linéaires de certains composants optiques.

Ces différentes techniques sont directement appliquées au sein du groupe aux milieux auxquelles elles sont destinées : flammes chargées en suies, jets en cours d’atomisation, etc. Ceci permet un échange permanent entre objet de l’étude et développement du diagnostic.

A cette fin, le groupe rassemble les compétences nécessaires à l’ensemble de la chaîne de mesure : conception de sources laser, optique non linéaire, modélisation et calcul, expériences.

Quelques projets en cours ou récents

• Caractérisation expérimentale des suies
  • Aspect numérique : amélioration du modèle simple RDG-FA de diffusion par des suies
  • Aspect expérimental : développement de techniques de type ‘turbidimétrie’ ou de diffusion de la lumière pour l’étude des propriétés des suies dans les flammes
• Calcul de la diffusion de la lumière par des particules irrégulières par optique géométrique étendue
• Turbidimétrie pour la mesure de submicro- et microparticules
• Propagation de la lumière par méthode de Monte Carlo
• Développement de l’imagerie femtoseconde ou de l’imagerie balistique pour l’étude des jets liquides ou des sprays
• Conception de lasers à fibre haute énergie pour applications métrologiques