2009/12/21 > BE Roumanie 7 > La théorie constructale d'Adrian Bejan

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		En direct des labos La théorie constructale d'Adrian Bejan http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/61696.htm La Nature est pleine de phénomènes qui font penser à des formes - motifs, configurations, similarités, rythme, auto-organisation et auto-optimisation. La forme joue un grand rôle unificateur dans la nature car elle apparaît aussi bien dans les systèmes vivants que dans les systèmes inertes. Un exemple est donné par les configurations dendritiques que l'on retrouve aussi bien dans les deltas des rivières que dans les éclairs, les poumons, les tissus vasculaires et le trafic urbain. La forme dans la Nature à toujours été un domaine d'étude très excitant (après tout, cela a été le point de départ de la science en tant que " géométrie "), et cette thématique est maintenant d'un intérêt croissant pour tous les domaines de la science. Cela va de la biologie et de l'ingénierie jusqu'au coeur de la recherche scientifique que constitue la Physique (Physique vient du grec " phusikê " qui signifie science de la nature ; natura en latin signifiant celle qui donne naissance à tout). Dans ce mouvement qui gagne en ampleur, la génération et l'évolution de formes dans la nature est reconnue comme un phénomène physique et est élevée au niveau d'une loi de la physique : la loi constructale. Des articles de revue sur le domaine de la théorie constructale sont disponibles sur un site web [1] et dans le nouvel ouvrage Design with Constructal Theory (Wiley, 2008), par Adrian Bejan (Duke University, USA) et Sylvie Lorente (Université de Toulouse, France). La théorie constructale exprime l'idée que la génération de formes (configuration, rythme) dans la Nature est un phénomène général de la Physique et que ce phénomène est régi par la loi constructale : " pour qu'un système en écoulement persiste dans le temps (qu'il vive) il doit évoluer de telle façon à offrir un accès facilité aux flux qui le traversent ". Cette loi concerne la direction du temps : le " film " des configurations se déroule suivant un scénario dans lequel les configurations existantes sont remplacées par des configurations qui, globalement, permettent des écoulements plus faciles. La théorie a deux facettes, chacune ayant son utilité : la prédiction de phénomènes naturels et l'ingénierie stratégique de nouvelles architectures d'écoulements qui sont dérivées d'un principe, selon la loi constructale et non pas en imitant la Nature. Ce Corpus scientifique montre que l'émergence de lois d'échelle dans les systèmes inertes (géophysiques) d'écoulements est le même phénomène que l'émergence de " lois de forme " dans les systèmes vivants (biologiques) d'écoulement et la dynamique sociale (y compris l'ingénierie et l'évolution de la technologie). Les exemples suivants, tirés du livre " Design with Constructal Theory ", illustrent comment les formes et leurs évolutions peuvent être prédites à partir de la loi constructale. Dans la Nature l'écoulement est une entité fondamentale. Les deux faces de la théorie constructale: avec la théorie constructale on peut faire deux choses, prédire et expliquer l'apparition de formes dans la Nature et développer (plus vite et avec de meilleures performances d'écoulement) une stratégie pour construire des systèmes utiles pour la société. La partie gauche montre le delta de la rivière Lena dans le nord de la Sibérie. La partie droite montre une architecture d'écoulement en forme de delta, conçue grâce à la théorie constructale, pour refroidir un disque recouvert de composants électroniques générateurs de chaleur. L'invention des réseaux dendritiques ligne-à-ligne illustre bien les deux faces de la théorie constructale. Un côté représente l'hypothèse qu'un seul dendrite est la forme naturelle pour obtenir l'écoulement maximal d'un point vers un volume. L'autre est la stratégie pour obtenir l'écoulement maximal entre deux lignes parallèles (ou deux plans parallèles) : la solution consiste à remplir l'espace d'écoulement avec des structures dendritiques disposées tête-bêche. Les matériaux poreux que l'on trouve dans la Nature, comme le sol sur les pentes d'une colline, exhibent des structures d'écoulement multi-échelle et les performances d'une architecture dendritique ligne-à-ligne. Le développement de nouveaux matériaux intelligents nécessite de nouvelles configurations pour leur vascularisation : des architectures d'écoulement intriquées qui distribuent les fluides à travers le matériau et lui confèrent de nouvelles propriétés comme l'auto-réparation et l'auto-refroidissement. La gestion des caractéristiques thermiques des avions du futur demandera le même type de structures intelligentes. Les configurations d'écoulement vasculaires furent introduites pour la première fois comme une application de la théorie constructale. La figure 3 montre un bloc vascularisé, de forme cubique, refroidit par des canaux en arborescence immergés juste sous la surface supérieure. La chaleur est générée uniformément sur la surface inférieure du bloc. Le fluide réfrigérant entre par le centre du bloc et s'évacue par des orifices sur la périphérie du carré. De gauche à droite, les réseaux dendritiques ont un, deux et trois niveaux de bifurcation. Biographie du professeur Adrian Bejan Adrian Bejan est actuellement titulaire de la chaire J.A. Jones à l'université Duke (Durham, Caroline du Nord) aux Etats-Unis. Il se classe parmi les cent auteurs mondiaux, vivants ou non, les plus cités dans le domaine de l'ingénierie (toutes disciplines confondues) [2]. Il est le récipiendaire de 16 doctorats honoris causa dans 11 pays. Il est l'auteur de 24 livres de plus de 500 articles scientifiques. Il a créé vers la fin des années 90 la " théorie constructale " qui a pour but d'expliquer l'émergence de formes dans la Nature : méandres de rivières, arbres, poumons, etc. Cette théorie permet également de concevoir des formes optimales. A. Bejan, né en 1948, est originaire de la ville de Galati, en Roumanie, où il a fait ses études au lycée Vasile Alecsandri. Il a joué en première division de basket-ball avec l'équipe Politechnica Galati et dans l'équipe roumaine junior. Il est diplômé du MIT (B.S. et M.S. en 1972, Ph.D. Génie Mécanique, 1975). Il a été chercheur associé pendant deux années à l'institut Miller à l'université de Californie-Berkeley. De 1978 à 1984 il est enseignant-chercheur au département de génie mécanique à l'université du Colorado à Boulder. En 1984, il rejoint l'université Duke. Ses collaborations avec la Roumanie et la France sont nombreuses et actives. On peut par exemple citer ses travaux avec le Prof. Eden Mamut (Université Ovidius, Constanta), le Prof. Alexandru Morega (Université Polytechnique de Bucarest) et le Prof. Sylvie Lorente (Université de Toulouse et INSA).	>> Suivant << Précédent Version imprimable >> Transmettre cette info par email >> Recommander ce site à un collègue / ami >> S'abonner au BE Roumanie >> FAQ / foire aux questions >> Conditions d'utilisation >>


	Pour en savoir plus, contacts :	- Professeur Adrian Bejan - Chaire J.A. Jones - Université Duke (Durham, Caroline du Nord) aux Etats-Unis - abejan@duke.edu - Professeur Sylvie Lorente - LMDC, INSA GENIE CIVIL - Toulouse - lorente@insa-toulouse.fr	Code brève ADIT : 61696
	Source :	- [1] Site sur la théorie constructale : http://www.constructal.org - [2] Institute of Scientific Information : http://www.isihighlycited.com
	Rédacteur :	M. Michel FARINE, Attaché de Coopération Universitaire et Scientifique Michel.FARINE@diplomatie.gouv.fr Mlle Adriana STOENESCU, Assistante et Traductrice Adriana.STOENESCU@diplomatie.gouv.fr M. Antoine CHOUINARD, Chargé de mission pour la Coopération Scientifique


	Origine :	BE Roumanie numéro 7 (21/12/2009) - Ambassade de France en Roumanie / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/61696.htm

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