INTERNSHIP    PROPOSAL    Laboratory name: Laboratoire de physique des solides  CNRS    identification code: UMR 8502  Internship director’surname: Frédéric RESTAGNO  e‐mail:frederic.restagno@u‐psud.fr    Phone number:+33(0)671818693  Web page: http://www.lps.u‐psud.fr  Internship location: Orsay (or Chicago at Northwestern university)      Thesis possibility after internship: YES (ANR fundings already obtained) 

Enhanced oil recovery : from control of the interfaces to nanofluidic flows  Multiphase flow of simple fluids in porous media is already a challenging problem, in particular when we  consider all the length scales involved in oil‐recovery which can span over 9 orders of magnitude, from sub‐micron  to  km  scales.  The  addition  of  polymers,  i.e.  deformable  objects  of  size  comparable  to  the  pores,  in  one  of  the  phases, does not make life any simpler! A large number of phenomena involving solution‐surfaces interaction can  take place during the transport of the polymer solution inside the porous medium: adsorption of the polymer on  the  pore  walls,  modification  of  the  adsorbed  conformation  because  of  the  flow  field,  size  exclusion  chromatography  effect,  apparent  slip  at  the  wall  of  the  polymer  solution,  chain  degradation  if  the  elongational  component of the flow is too high… All these phenomena are not well described and there  is  a  clear  need  for  a  neat  step  forward  in  physical  understanding  in  order  to  better  simulate  polymer  flow  in  porous  media  and  its  impact on oil recovery. This will be achieved by working in a consortium involving an industrial partner (TOTAL)  and 3 academic groups (Orsay, Grenoble and Lyon). Different questions are arising:  1 – What are the mechanisms of formation of an adsorbed layer on a surface under flow?  2 – What are  the molecular mechanisms of interaction between a surface anchored  polymer  layer  and a  flowing  polymer solution?  Different  mechanisms  of  surface  layer‐polymer  solution  interactions  will  be  explored  comparing  neutral  and  electrostatically charged polymers.  i)  The  effect  of  a  polymer  flow  on  an  existing  adsorbed  surface  layer:  will  the  flow  produce  desorption of already adsorbed polymer chains?  ii)  If  the  flowing  polymer  solution  does  not  desorb  the  surface  chains,  it  can  modify  their  conformation. This has been indirectly shown in the case of polymer melts through an onset of strong slip at the  wall  and  recently  directly  observed  in  the  case  of  polymer  melts  using  neutron  reflectivity  experiments.  Is  the  mechanism of disentanglement between surface anchored chains and bulk chains relevant for polymer solutions?  For which concentrations, which kinds of polymer – polymer interactions? What are the incidences on friction?    iii)  This will be our last question: what are the consequences of this change of polymer conformation  induced by the flow on the overall dissipation?  3 – Finally, what happens in the case of confined solutions?  This  questions  are  the  program  of  a  whole  PhD  thesis  involving  the  use  of  different  experimental  techniques  going  from  Total  Internal  Reflection  Fluorescence,  Microfluidics,  Quartz  crystal  microbalance  and  nanorheology experiments in close collaboration with a group in Grenoble.  More precisely, during his internship, the student will be responsible of measuring the effect of a flow on  the adsorption on a solid surface, and to understand how the molecular parameters influence the adsorption and  the chain conformation.    Condensed Matter Physics:    YES          Macroscopic Physics and complexity: 

YES