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Franck Pigeonneau

Franck Pigeonneau

Directeur de recherche

Centre · CEMEF

Discipline(s)
Énergie, thermique, Mécanique des fluides
Thème(s)
CO2, Efficacité énergétique, Fabrication additive, Nucléaire

Mots-clés

Équipe

CFL - Calcul Intensif et Mécanique des Fluides

Biographie

Franck Pigeonneau est un chercheur spécialisé dans l’étude des procédés de mise en forme des matériaux, avec une expertise marquée en physique des transferts thermiques, en mécanique des fluides complexes et en science des matériaux vitreux et polymères. Ses travaux portent notamment sur la modélisation numérique des écoulements multiphasiques, des phénomènes de transfert de chaleur et de masse, ainsi que sur l’optimisation des procédés industriels tels que le fibrage optique, l’extrusion de polymères chargés ou encore l’impression 3D par dépôt de filament fondu. Ses recherches intègrent des approches expérimentales et théoriques pour analyser les interactions entre les phases (solide, liquide, gazeuse) et leur impact sur les propriétés finales des matériaux, comme la conductivité électrique, la porosité ou la diffusion de la lumière. Une part importante de ses contributions concerne également le contrôle des nanoparticules dans les fibres optiques, où il explore les mécanismes de formation, de structuration et de dispersion des nanoparticules pour des applications en capteurs distribués ou en lasers à fibre.

Publication(s)

Enseignements

Métiers de l'ingénieur généraliste (MIG)

Chargé d'enseignement

Un MIG est un enseignement personnalisé par projets qui rassemble un groupe de 12 ou 14 élèves encadré par des enseignants-chercheurs de l’Ecole autour d’un problème complexe qu’il s’agit de découvrir dans ses principales dimensions, bien sûr scientifique et technique, mais aussi transversales (socio-économie, gestion, droit, environnement, … selon le domaine traité) . 10 sujets différents vous sont proposés. Ils reflètent tous l’actualité des thèmes de recherche développés par les centres de l’Ecole et l’industrie. Les défis à relever par les élèves à travers ces 10 projets s’inscrivent dans des grands enjeux de l’industrie du futur et de la société : De la Transformation à la Gestion des Ressources Energétiques, Data Science et Applications Innovantes, Extraction des Matières Premières et Impact Environnemental, Conception et Matériaux pour l’Aéronautique et l’Automobile, Ingénierie de la Médecine et des Soins Hospitaliers Chaque sujet de MIG est abordé sous forme d’activités complémentaires et imbriquées au cours d’une période intensive de trois semaines : - des visites d’entreprises, des conférences et des cours - une période d’expérimentation et/ou de modélisation dans un centre de recherche ou en entreprise sous forme de mini-projets réalisés en sous-groupes. De plus, chaque groupe d’élèves synthétise collectivement les travaux réalisés sous la forme d’un rapport écrit et d’une soutenance orale devant un jury professionnel. Cette restitution vous permettra de mieux percevoir toutes les dimensions du sujet abordé et d’approfondir le travail en équipe.

Matériaux pour l'ingénieur

2025 Chargé d'enseignement

L'activité en présentiel (27 heures) est structurée en séances plénières en amphi (12 heures), en séances en petites classes (PC) (12 heures) à effectif plus réduit, en restitution des TP devant un jury (30 minutes). Elle inclut également l'examen écrit (2h30). Le travail personnel des élèves (18heures) comprend (en plus de l'activité démontage/remontage de moteur mentionnée plus haut) : Un QCM d’auto-évaluation (30 min) sur les pré-requis. Cette auto-évaluation est réalisée en amont du premier cours pour cerner les points forts et faibles des élèves et mettre ensuite l’accent sur certains aspects pendant les enseignements en face-à-face pédagogique. Un devoir sur les diagrammes de phases (2 heures) Un devoir sur le vieillissement des matériaux (2 heures) Des travaux pratiques au CMAT (6 heures) : 13 TP sont réalisés par groupes de 4 à 5 élèves, avec encadrement d'ingénieurs et techniciens du Centre, mais aussi de doctorants, les sujets de TP étant pour la plupart connexes aux sujets de thèse en cours. Restitution orale de 20 min par TP en fin de journée dans deux sessions en parallèle. Les élèves réalisent donc un des TP et participent/assistent à la moitié des restitutions en fin de journée. Deux journées similaires sont organisées, de façon à accueillir l'ensemble de la promotion. Révision de l’examen final (5 heures)

Verres et céramiques

2021 – en cours Responsable

Les matériaux solides sont classiquement divisés en 3 classes : « les polymères », « les métaux » et « les verres et céramiques ». Ce cours constitue une introduction à cette troisième classe de matériaux, au cœur des évolutions technologiques d'aujourd'hui et de demain. Le cours est divisé en deux parties égales, la première sur les verres, la deuxième sur les céramiques. Les verres Le cours débutera par une présentation générale des verres formés d'oxydes qui constituent la majorité des verres d'usage courant. Les origines du verre seront données et un aperçu des propriétés essentielles seront rappelées. Pour finir cette partie introductive, des données de la production des verres et enjeux actuels de décarbonation seront présentés. Le cours se poursuit par un approfondissement de la transition vitreuse et de la viscosité des verres. La notion de temps de relaxation est présentée. La relaxation structurale des verres est abordée en introduisant la notion de température fictive. L'entropie de configuration des verres est présentée dans le cadre de la théorie d'Adam-Gibbs. Ceci permet de donner des éléments sur les lois régissant la viscosité des verres. L'élaboration des verres sera abordées en présentant les divers porteurs pour faire un verre industriel. La chimie du mélange vitrifiable (matière première) sera présentée. Après avoir vu l'énergie nécessaire pour fondre un verre, les procédés industriels seront présentés. Les étapes subies par le liquide lors de sa fusion sont abordées. Finalement et ce en fonction du temps restant, on abordera les procédés de formage. Une partie du cours plus technique donne des bases sur les transferts de chaleur par rayonnement, la thermoconvection dans les fours et des aspects sur l'oxydo-réduction et les dynamiques de bulles dans les liquides formateurs de verre. Cette partie sera laissée en lecture aux élèves. Les céramiques Dans un premier temps, une définition générale des céramiques sera présentée, en insistant sur les propriétés caractéristiques de cette famille de matériaux, depuis l’échelle atomique jusqu’à l’échelle macroscopique. La distinction entre céramiques techniques et céramiques traditionnelles sera ensuite clarifiée. À cette occasion, les principaux procédés de fabrication des céramiques — incluant les étapes de mise en forme et de consolidation — seront détaillés. Dans un second temps, deux catégories particulières de céramiques feront l’objet d’un approfondissement : les composites à matrice céramique, oxydes et non-oxydes, qui permettront de mettre en lumière des propriétés mécaniques spécifiques ; les produits réfractaires, notamment utilisés dans l’industrie verrière, qui offriront l’opportunité d’aborder les problématiques de résistance à la corrosion et aux très hautes températures. Enfin, les enjeux futurs liés à ces différentes filières industrielles seront discutés, en tenant compte des évolutions technologiques, environnementales et économiques.

Direction(s) de thèse(s)

  • 2025 Jumeaux numériques et Deep Learning pour la conception optimiséeet décarbonée des fours verriers industriels AYOUN Yassine
  • 2025 Etude de la cinétique de séparation de phase induite par laser femto-seconde dans des fibres optiques dopées de nano-particules SAHNOUNE Imane
  • 2025 Jumeaux numériques et Deep Learning pour la conception optimisée et décarbonée des fours verriers industriels STENTA Marion
  • 2024 Apprentissage par renforcement profond pour la conception innovante et l’élaboration de jumeaux numériques de moules de flaconnage ZAAYTER Tony
  • 2021 Modélisation des cinétiques de réaction chimique, du transfert de chaleur et des contraintes résiduelles dans les lentilles ophtalmiques à haut indice optique. TABORE Alan
  • 2019 Etude thermo-mécanique de la solidification de produits réfractaires électrofondus à base d'alumine, de zircone et de silice HOUDARD Tiphaine
  • 2018 Analyse thermomécanique du procédé de fabrication additive par dépôt de filaments de polymère fondu: Étude expérimentale et numérique. XU David
  • 2017 Mécanismes de formation de bulles d'oxygène dans un bain de verre fondu dans le contexte de la vitrification des déchets nucléaires DE PAULA PEREIRA Luiz