Les phénomènes de formation et de propagation des ondes de choc dans des milieux hétérogènes sont au cœur même de plusieurs applications technologiques et scientifiques. Les présents travaux se concentrent sur les aspects les plus prometteurs, autant du point de vue des découvertes scientifiques que des applications technologiques, particulièrement au niveau de la miniaturisation des systèmes et des applications biomédicales.
Ces recherches sont soutenues par des subventions gouvernementales et des contrats de l'industrie. Elles sont effectuées avec des partenaires de haut calibre et font l'objet de publications dans les forums les plus prestigieux.
Ces travaux peuvent être divisés en quelques volets principaux :
Ces travaux ont pour but l'étude théorique et expérimentale des écoulements compressibles, comme les phénomènes d'ondes de choc, à des échelles millimétriques et microniques. Ces recherches visent, entre autres retombées, la conception de nouveaux dispositifs miniaturisés pour des applications biomédicales et la compréhension des mécanismes de propagation des détonations dans les explosifs hétérogènes en phase condensée.
Ces travaux visent la conception, la modélisation et la fabrication de nouveaux dispositifs miniatures produisant une haute densité de puissance et une grande puissance spécifique. Spécifiquement, nous travaillons actuellement sur le développement d'un mini-moteur à détonation pulsée pour des applications de nanosatellites, d'un turbomoteur à combustion par ondes de choc et d'un actionneur miniaturisé à haute-puissance.
L'incessante miniaturisation des systèmes mécaniques soulève de nouvelles problématiques scientifiques et technologiques, notamment au niveau des sources de puissance. Par exemple, parce que les effets de surface, comme le transfert de chaleur, sont proportionnellement plus importants à mesure que l'échelle est réduite, l'énergie libérée par une flamme risque d'être immédiatement perdue. Dans ce contexte, nous examinons les méthodes permettant d'augmenter de façon appréciable la vitesse de combustion à des échelles microscopiques, principalement en faisant appel aux ondes de choc et aux processus de détonation.
Nous visons principalement à comprendre et à caractériser les phénomènes d'écoulements compressibles instationnaires, avec et sans libération d'énergie, aux échelles microscopiques. En plus de contribuer à l'avancement des connaissances, ces travaux visent aussi à concevoir des nouveaux dispositifs innovateurs pour des applications en aérospatiale et en bio-ingénierie.
Nous poursuivons aussi plusieurs projets en collaboration avec des cliniciens du Centre hospitalier universitaire de Sherbrooke pour développer de nouveaux appareils diagnostiques ou thérapeutiques pour des applications biomédicales. Le vieillissement de la population et l'explosion des dépenses reliées à la santé requièrent des solutions innovatrices qui ne reposeront plus seulement sur la pharmacologie. En parallèle, les technologies modernes n'ont pas l'impact en médecine qu'elles ont eu dans d'autres domaines. Nous visons l'application et le développement de technologies innovatrices pour solutionner des problèmes cliniques importants. Celles-ci sont basées sur nos expertises en mécanique des fluides, électronique et informatique.
Les présents travaux visent, par une approche soit expérimentale, soit numérique, l'étude de phénomènes d'écoulement compressibles complexes, comme les interactions choc-choc hypersoniques ou les structures tourbillonnaires.
La miniaturisation des systèmes permet d'entrevoir de nouvelles classes de capteurs se caractérisant par leur faible encombrement, leur réponse en fréquence élevée, leur degré d'intégration et leur coût réduit, plus spécialement pour des applications dans les domaines aéronautique, spatial, biologique et médical. Ces nouveaux capteurs peuvent être créés à partir d'une intégration de dispositifs électroniques, mécaniques et optiques. Selon les besoins actuels et futurs du marché, l'objectif est de concevoir et fabriquer des nouveaux capteurs pour des applications spécifiques.
Pour obtenir la liste des projets proposés aux études supérieures par les professeurs du département, consultez la page Projets de recherche offerts.
Les présents travaux font l'objet de publications et de présentations uniquement dans les forums internationaux les plus prestigieux du domaine. M. Brouillette est représentant des Amériques au International Shock Waves Institute, est membre du Editorial Board de la revue Shock Waves, et siège au International Advisory Committee on Shock Waves du International Symposium on Shock Waves. Il détient 7 brevets internationaux pour des technologies développées dans son laboratoire qui ont mené à trois produits commercialisés et à deux licences en cours d'exploitation.
Laboratoire d'ondes de choc de l'Université de Sherbrooke (LOCUS)