Professeure des Universités
Responsable du département Mécanique-Energétique
Co-responsable du Master Mécanique de l'Univ. Paris-Saclay
Mécanique des fluides
Mécanique – Énergétique
Approche et perspective
L’approche du département Mécanique-Énergétique se situe à l’interface entre l’informatique, la physique et les mathématiques appliquées.
Nous souhaitons préserver un équilibre entre des activités interdépendantes :
- comprendre les phénomènes fondamentaux de la mécanique des fluides turbulents,
- s’attaquer à des problèmes complexes couplés multiphysiques à grande échelle
- tirer parti de nos connaissances physiques tout en considérant les données comme une partie inhérente de la modélisation, des expériences et des simulations.
Dans ce contexte, nous sommes très ouverts aux récents développements de l’apprentissage automatique, qui offrent un cadre puissant de traitement de l’information susceptible d’accroître nos lignes de recherche actuelles avec des applications à large spectre dans les secteurs de l’énergie, du transport, de la santé et de l’environnement.
Organisation
Le département Mécanique-Énergétique propose une recherche originale et pluridisciplinaire grâce à l’expertise d’une vingtaine de permanents, chercheurs, enseignants-chercheurs et ingénieurs, organisés en deux équipes complémentaires : DATAFLOT (DAta science, TrAnsition, FLuid instabiLity, contrOl & Turbulence) s’appuyant sur la modélisation augmentée de données et l’intelligence artificielle, et étudiant la dynamique des fluides, les instabilités et la turbulence, et COMET (COuplages MultiphysiquEs et Transferts) se concentrant sur la compréhension des phénomènes fluides couplés complexes, impliqués dans la conversion et le stockage de l’énergie, les transferts thermiques ainsi que l’optimisation de l’efficacité énergétique.
Coordination
Animation scientifique
Chaque année, le département Mécanique-Energétique du LISN organise avec le FAST les Journées Écoulements & Fluides à Saclay, avec le soutien des Graduate Schools “Physique” et “Sciences de l’Ingénierie et des Systèmes” de l’Université Paris-Saclay. Lien : https://jefs.lisn.upsaclay.fr/
Actualités
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COMET, Interaction avec l'Humain, Mécanique Energétique, Médiation, SEME
Le LISN fête la Science !
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COMET, Mécanique Energétique
Convection naturelle : aspects fondamentaux et applications
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COMET, Fait marquant
Self Inducing Subharmonic Wave : Prix du meilleur poster à APS/DFD (Indianapolis)
Publications récentes
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Article dans une revue
Rémi Bousquet, Caroline Nore, Didier Lucor. AutoEncoders latent space interpretability in the light of proper orthogonal decomposition: Machine learning of periodically forced fluid flows. Computer Physics Communications, 2025, 315, pp.109728. ⟨10.1016/j.cpc.2025.109728⟩. ⟨hal-05407939⟩
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Pré-publication, Document de travail
Luigi Marra, Onofrio Semeraro, Lionel Mathelin, Andrea Meilán-Vila, Stefano Discetti. Latent-Space Non-Linear Model Predictive Control for Partially-Observable Systems. 2025. ⟨hal-05394151⟩
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Communication dans un congrès
Onofrio Semeraro, Michele A Bucci, Remy Hosseinkhan-Boucher, Sergio Chibbaro, Alexandre Allauzen, et al.. On the use of entropy-based metrics for data-driven modeling and reinforcement learning control. Joint event Euromech Colloquium on Data-Driven Fluid Dynamics/2nd ERCOFTAC Workshop on Machine Learning for Fluid Dynamics, Apr 2025, Londres, United Kingdom. ⟨hal-05379611⟩
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Communication dans un congrès
Onofrio Semeraro, Michele Alessandro Bucci, Lionel Mathelin, Luigi Marra, Amine Saibi. From robotics to fluid dynamics: opportunities and pitfalls of Reinforcement Learning in flow control. iTi Workshop on Structure and control of wall-bounded turbulent flows, Jul 2025, Bertinoro, Italy. ⟨hal-05379587⟩
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Communication dans un congrès
Michele Quattromini, Michele Alessandro Bucci, Stefania Cherubini, Onofrio Semeraro. Mean flow data assimilation using physics-constrained Graph Neural Networks. Coherent structures and instabilities in transitional and turbulent wall-bounded flows, Euromech Colloquium 658, Sep 2025, Bari, Italy. ⟨hal-05379581⟩
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Communication dans un congrès
Andrea Palumbo, Onofrio Semeraro, Luigi de Luca. Transition to turbulence in planar synthetic jets: numerical simulations and coherent structures eduction. Coherent structures and instabilities in transitional and turbulent wall-bounded flows, Euromech Colloquium 658, Sep 2025, Bari, Italy. ⟨hal-05379576⟩
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Communication dans un congrès
Amine Saibi, Lionel Mathelin, Onofrio Semeraro. Actor-Critic methods for model-free control of spatially evolving flows. Joint event Euromech Colloquium on Data-Driven Fluid Dynamics/2nd ERCOFTAC Workshop on Machine Learning for Fluid Dynamics, Apr 2025, London, United Kingdom. ⟨hal-05379604⟩
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Communication dans un congrès
Riccardo Margheritti, Onofrio Semeraro, Maurizio Quadrio, Giacomo Boracchi. Physics-Based Region Clustering to Boost Inference on Computational Fluid Dynamics Flow Fields. Machine Learning and Knowledge Discovery in Databases. Applied Data Science Track and Demo Track, Sep 2025, Porto, Portugal. pp.3-20, ⟨10.1007/978-3-032-06129-4_1⟩. ⟨hal-05379496⟩
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Poster de conférence
Nathan Carbonneau, Julien Salort, Anne Sergent. Small coherent structures in rough turbulent convection. 27e Rencontre du Non-Linéaire, Mar 2024, Paris, France. ⟨hal-05349336⟩
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Article dans une revue
Daniele Noto, Alexandre Allauzen, Sergio Chibbaro. An efficient training method to learn a model of turbulence. The European Physical Journal Plus, 2024, 139 (3), pp.298. ⟨10.1140/epjp/s13360-024-05056-8⟩. ⟨hal-05356011⟩
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Communication dans un congrès
Nathan Carbonneau, Julien Salort, Yann Fraigneau, Anne Sergent. Petites structures cohérentes en convection turbulente rugueuse. GdR Navier-Stokes 2.00, Jun 2024, Nantes, France. ⟨hal-05353110⟩
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Article dans une revue
Michele Quattromini, Michele Alessandro Bucci, Stefania Cherubini, Onofrio Semeraro. Active learning of data-assimilation closures using graph neural networks. Theoretical and Computational Fluid Dynamics, 2025, 39, pp.17. ⟨10.1007/s00162-025-00737-1⟩. ⟨hal-05379430⟩
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Article dans une revue
Mattias Brynjell-Rahkola, Yohann Duguet, Thomas Boeck. Route to turbulence in magnetohydrodynamic square duct flow. Physical Review Fluids, 2025, 10 (2), pp.023903. ⟨10.1103/PhysRevFluids.10.023903⟩. ⟨hal-05360831⟩
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Communication dans un congrès
Nathan Carbonneau, Julien Salort, Yann Fraigneau, Anne Sergent. Effet de la suppression du vent sur la convection turbulente de Rayleigh-Bénard. 28e Rencontre du Non-Linéaire, Mar 2025, Paris, France. ⟨hal-05349347⟩
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Article dans une revue
Pavan Kashyap, Juan Marín, Yohann Duguet, Olivier Dauchot. Laminar-Turbulent Patterns in Shear Flows: Evasion of Tipping, Saddle-Loop Bifurcation, and Log Scaling of the Turbulent Fraction. Physical Review Letters, 2025, 134 (15), pp.154001. ⟨10.1103/PhysRevLett.134.154001⟩. ⟨hal-05360827⟩
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Communication dans un congrès
Nathan Carbonneau, Julien Salort, Yann Fraigneau, Anne Sergent. Effet de la suppression du vent sur l’émission de panaches en convection turbulente rugueuse. GdR Navier-Stokes 2.00, Jun 2025, Marseille, France. ⟨hal-05353144⟩
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Communication dans un congrès
Nathan Carbonneau, Julien Salort, Yann Fraigneau, Anne Sergent. Effect of the wind depletion on the turbulent Rayleigh-Bénard convection. 2nd European Fluid Dynamics Conference (EFDC2), Aug 2025, Dublin, Ireland. ⟨hal-05349321⟩
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Article dans une revue
Amine Saibi, Lionel Mathelin, Onofrio Semeraro. A Multistep Reinforcement Learning Control of Shear Flows in Minimal Input–Output Plants Under Large Time-delays. Flow, Turbulence and Combustion, 2025, 115 (3), pp.1379-1402. ⟨10.1007/s10494-025-00697-w⟩. ⟨hal-05379450⟩
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Article dans une revue
Michele Quattromini, Michele Alessandro Bucci, Stefania Cherubini, Onofrio Semeraro. Mean flow data assimilation using physics-constrained graph neural networks. Data-Centric Engineering, 2025, 6, pp.e48. ⟨10.1017/dce.2025.10022⟩. ⟨hal-05379441⟩
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Communication dans un congrès
Eliott Pradeleix, Rémy Hosseinkhan-Boucher, Alena Shilova, Onofrio Semeraro, Lionel Mathelin. Learning Meets Differential Equations: From Theory to Applications Learning non-Markovian Dynamical Systems with Signature-based Encoders. ML-DE 2025 – 2nd Workshop on “Machine Learning Meets Differential Equations: From Theory to Applications”,, Oct 2025, Bologna, Italy. pp.1-25. ⟨hal-05379481⟩
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Article dans une revue
Lyes Kahouadji, Mosayeb Shams, Debashis Panda, Abdullah M. Abdal, Seungwon Shin, et al.. The crown: Rolling splash. Physical Review Fluids, 2025, 10, pp.110511. ⟨10.1103/t2zw-4577⟩. ⟨hal-05375558⟩
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Article dans une revue
Riccardo Margheritti, Onofrio Semeraro, Maurizio Quadrio, Giacomo Boracchi. Feature Extraction from Flow Fields: Physics-Based Clustering and Morphing with Applications. Applied Sciences, 2025, 15 (23), pp.12421. ⟨10.3390/app152312421⟩. ⟨hal-05379510⟩
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Article dans une revue
Michel Pons, Lionel Mathelin. The fluctuations of the outdoor temperature as a source of immaterial entropy production in energy conversion processes. Energy Conversion and Management, 2026, 347, pp.120485. ⟨10.1016/j.enconman.2025.120485⟩. ⟨hal-05282663⟩
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Article dans une revue
Artur Gesla, Patrick Le Quéré, Yohann Duguet, Laurent Martin Witkowski. From annular cavity to rotor-stator flow: Nonlinear dynamics of axisymmetric rolls. Physical Review Fluids, 2025, 10 (7), pp.073904. ⟨10.1103/dnlc-pk5d⟩. ⟨hal-05308880⟩
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Article dans une revue
Artur Gesla, Yohann Duguet, Patrick Le Quéré, Laurent Martin Witkowski. Computation and stability analysis of periodic orbits using finite differences, Fourier or Chebyshev spectral expansions in time. Journal of Scientific Computing, 2025, 105 (2), pp.44. ⟨10.1007/s10915-025-03063-0⟩. ⟨hal-05308877⟩
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Communication dans un congrès
Nathan Carbonneau, Julien Salort, Yann Fraigneau, Anne Sergent. Influence of wind on heat transfer in turbulent convection with roughness. Congrès Français de Thermique SFT 2025, Jun 2025, Chambéry, France. pp.379-386, ⟨10.25855/SFT2025-112⟩. ⟨hal-05285459⟩
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Article dans une revue
Miguel Quetzeri-Santiago, C. Ricardo Constante-Amores, Thomas Sykes, Seungwon Shin, Jalel Chergui, et al.. Droplet impact and splashing on surfactant-laden shallow pools. International Journal of Multiphase Flow, 2025, 193, pp.105387. ⟨10.1016/j.ijmultiphaseflow.2025.105387⟩. ⟨hal-05216255⟩
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Article dans une revue
Jay Amrit, Ye. Nemchenko, K. Nemchenko, I. Kudryavtsev, S. Rogova, et al.. Unusual heat transfer dependence on boundary scattering in very long narrow conductors. Low Temperature Physics, 2024, 50 (5), pp.364-367. ⟨10.1063/10.0025618⟩. ⟨hal-05240571⟩
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Article dans une revue
Jay Amrit, T. Medintseva, K. Niemchenko, Ye. Niemchenko, S. Rogova, et al.. Influence of specularity factor on heat transport in nanoribbons of different sizes. Low Temperature Physics, 2024, 50 (10), pp.891-897. ⟨10.1063/10.0028629⟩. ⟨hal-05240556⟩
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Article dans une revue
Jay Amrit, K. Niemchenko, Ye. Niemchenko, S. Rogova, T. Vikhtynska. Heat transfer in conductors of cylindrical cross-section with diffusive boundary scattering. Low Temperature Physics, 2025, 51 (1), pp.37-42. ⟨10.1063/10.0034642⟩. ⟨hal-05240736⟩