Gang Wang
email: gang.wang@univ-amu.fr

Umberto D'ortona

Pierrette Guichardon

An improved partially saturated method for the lattice Boltzmann pseudopotential multicomponent flows

This paper extends the partially saturated method (PSM), used for curved or complex walls, to the lattice Boltzmann (LB) pseudopotential multicomponent (MC) model and adapts the wetting boundary condition to model the contact angle. The pseudopotential model is widely used for various complex flow simulations due to its simplicity. To simulate the wetting phenomenon within this model, the mesoscopic interaction force between the boundary fluid and solid nodes is used to mimic the microscopic adhesive force between the fluid and the solid wall, and the bounceback (BB) method is normally adopted to achieve the no-slip boundary condition. In this paper, the pseudopotential interaction forces are computed with eighth-order isotropy since fourth-order isotropy leads to the condensation of the dissolved component on curved walls. Due to the staircase approximation of curved walls in the BB method, the contact angle is sensitive to the shape of corners on curved walls. Furthermore, the staircase approximation makes the movement of the wetting droplet on curved walls not smooth. To solve this problem, the curved boundary method may be used, but due to the extrapolation process, most curved boundary conditions suffer from massive mass leakage when applied to the LB pseudopotential model. Through three test cases, it is found that the improved PSM scheme is mass conservative, that nearly identical static contact angles are observed on flat and curved walls under the same wetting condition, and that the movement of a wetting droplet on curved and inclined walls is smoother compared to the usual BB method. The present method is expected to be a promising tool for modeling flows in porous media and in microfluidic channels.

I. INTRODUCTION

After three decades of development, the lattice Boltzmann (LB) method has become an efficient and powerful tool to simulate fluid flows [START_REF] Krüger | The lattice Boltzmann method[END_REF][START_REF] Chen | [END_REF][3][4]. The LB method is widely used in simulating multicomponent (MC) flows [5]. Currently, there exist four categories of MC models: the free-energy model [6][7][8], the color-gradient model [9][10][11][12], the phase-field model [13][14][15], and the pseudopotential model [16,17]. Among these models, the pseudopotential model shows a great advantage due to the simplicity of implementation. In the pseudopotential model, the mesoscopic interactions of pseudopotentials (based on component densities) are used to represent the microscopic intermolecular interactions and the separation of different components is a result of the mesoscopic repulsions.

One popular topic in the LB method is fluid-structure boundary conditions. The bounce-back (BB) method [18][19][20] is certainly the simplest and oldest boundary condition method. This method is exactly mass-conserving, and it leads to second-order accuracy when it is applied to a flat wall. However, this method suffers from accuracy issues when the wall geometry is complex since it uses a staircase to approximate curved walls. To overcome this problem, several curved boundary condition methods have been proposed. Based on the BB method, Noble and Torczynski [21] proposed the partially saturated method (PSM). They modified the collision oper-ators based on the coverage of the fluid and the solid at the boundary nodes. This method is also exactly massconserving. Compared to the BB method, it makes the motion of fluid with complex boundary shapes smoother [22]. This method is more efficient when dealing with rest walls. While for moving walls, it is difficult to update the solid fractions of the boundary nodes at each time step. Bouzidi et al. [23] developed the interpolated bounce-back (IBB) method to improve the BB method. Their idea is to use linear or quadratic interpolation to correct the BB process according to the location of the wall. Their method can reach second-order accuracy for complex boundaries. But it may cause problems when the boundary is too narrow since there are not enough fluid nodes to do the interpolation. Furthermore, because of the interpolation process, the total mass in the system is not conserved [24]. Another group of curved boundary methods can be categorized as the ghost method [25][26][27][28]. The idea of the ghost method is to extrapolate the fluid property at boundary fluid nodes to virtual solid nodes at the boundary. The ghost methods are good at handling complex rest boundaries if they are properly applied. For moving boundaries, it is difficult to detect the position of the boundary at each time step. Besides, due to the extrapolation process, most of the ghost methods violate mass conservation.

The study of wetting phenomena is another popular topic in the LB method. Based on the BB method and the pseudopotential model, several wetting boundary methods were proposed to simulate the contact angle. Martys and Chen [29] first used the interaction force between fluid and adjacent solid nodes to mimic the adhesive force between the fluid and the wall. By adjusting the fluid-solid interaction strength, different contact angles can be obtained. Benzi et al. [30] developed the virtual density method. They gave a constant virtual density to the wall so that they can use two free parameters to adjust contact angles. According to Young's equation [31], Huang et al. [32] developed an equation to approximate the contact angle using only interaction strength and equilibrium densities. Huang et al. [33] also simplified the virtual density scheme to have just one free parameter. The solid-fluid interaction strength is exactly the same as the fluid-fluid interaction strength, and one can change the contact angle by adjusting the virtual wall density. Different from previous methods, Li et al. [34] proposed a method in which the virtual wall density is not constant for the whole solid region, but has the same value as the local fluid density. In their method, since the virtual wall density is close to the local boundary fluid density, the fluid-solid and the fluid-fluid interactions are more consistent.

In this paper, we aim to extend the partially saturated method (PSM) to the LB pseudopotential MC model and adapt the wetting boundary condition to model the contact angle. The fluid-fluid and the fluid-solid interactions are computed with eighth-order isotropy since fourthorder isotropy leads to the condensation of the dissolved component on curved walls. The LB pseudopotential model is widely applied to simulate the flows in porous media and microfluidic channels where the flow behavior is dominated by wetting phenomena [35][36][37]. Currently, most wetting boundary condition schemes [29,30,32,34] are based on the BB method due to its mass-conserving nature and simplicity. However, the staircase approximation of the BB method is not accurate enough to simulate the curved or complex walls of porous media and microfluidic channels [36][37][38]. One solution to this problem is to use a curved boundary condition. But most of the aforementioned curved boundary methods suffer from massive mass leakage when they are applied to the LB pseudopotential model since the extrapolation or the interpolation processes violate mass conservation [39]. Hence, in this paper, we choose the partially saturated method (PSM) which is a mass-conserving curved boundary method. The rest of this article is organized as follows. In Sec. II, we first review the original LB pseudopotential MC model and then introduce our improved PSM for the pseudopotential MC model. In Sec. III, we conduct three test cases to compare the performance of our improved PSM method and the wetting boundary condition based on the BB scheme. Finally, the conclusion and perspective are given in Sec. IV.

II. NUMERICAL MODEL

A. The LB pseudopotential MC model Among the LB-based MC models, the pseudopotential MC model proposed by Shan and Chen [16,17] is frequently used due to its simplicity. In the pseudopotential MC model, a repulsive force is introduced between components to create the separation of different components. There can be an arbitrary number (more than 1) of components. In this article, we only focus on the study of the two-component model, and the two components are represented by the red (r) and blue (b) colors. The distribution function for each component σ is given by the following discrete Boltzmann equation:

f (σ) i (x+c i ∆t, t+∆t) = f (σ) i (x, t)+Ω (σ) i ∆t+S (σ) i ∆t (1)
where Ω (σ) i is the Bhatnagar-Gross-Krook (BGK) collision operator given by:

Ω (σ) i = - f (σ) i (x, t) -f eq(σ) i (x, t) τ (σ) (2)
where τ (σ) is the relaxation time for the fluid σ. Throughout this article, τ (σ) = 1. The kinematic viscosity of the fluid σ is dependant on τ (σ) by ν (σ) = (τ (σ) -0.5)/3 = 1/6. f eq(σ) i (x, t) is the equilibrium distribution function defined by:

f eq(σ) i (x, t) = ρ (σ) ω i 1 + c i • u c 2 s + (c i • u) 2 2c 4 s - u • u 2c 2 s
(3) where discrete weights ω i depend on velocity sets. In this article, D2Q9 and D3Q19 are used respectively for 2D and 3D simulations [40]. The speed of sound c s = 1/ √ 3. The fluid density for the component σ, the total fluid density and velocity are defined by:

ρ (σ) = i f (σ) i (x, t), ρ = σ ρ (σ) (4)
and

u = 1 ρ σ i f (σ) i c i + F (σ) tot ∆t 2 . (5)
The source term S (σ) i is calculated by Guo forcing scheme [41]:

S (σ) i = ω i 1 - ∆t 2τ (σ) c i -u c 2 s + (c i • u)c i c 4 s F (σ)
tot .

(6) The total force on the σ component F

F (σ) tot = F (σ) g + F (σ) int + F (σ) s (7)
where the gravitational force is given by:

F (σ) g = ρ (σ) g. (8)
In the pseudopotential model [16,17], the repulsive interaction is applied between components at adjacent nodes: (9) where ψ (σ) (x) is the pseudopotential of the component σ, and G σ σ is the interaction strength between two components. In this study, ψ (σ) (x) = ρ (σ) (x), and G σ σ = 4.5.

F (σ) int (x) = -ψ (σ) (x)G σσ i ω i ψ (σ) (x + c i ∆t)c i ∆t
To simulate the interaction between the solid wall and fluid components, the no-slip boundary condition and the wetting condition are required. The no-slip boundary condition can be realized by the BB scheme [18][19][20]. For the wetting condition, the adhesive force between fluid nodes and their adjacent solid nodes should be considered. Martys and Chen [29] developed a simple method to simulate this adhesion: (10) where s(x + c i ∆t) is a switch function. Its value is 1 for solid nodes and 0 for fluid nodes. G σs is the adhesive strength between the fluid and the wall. Different contact angles can be obtained by tuning G σs . Benzi et al. [30] proposed a virtual density scheme by adding a virtual solid density to Eq. ( 10):

F (σ) s (x) = -G σs ρ (σ) (x) i ω i s(x + c i ∆t)c i ∆t
F (σ) s (x) = -G σs ρ (σ) (x) i ω i s(x + c i ∆t)ρ s(σ) c i ∆t (11
) where ρ s(σ) is the virtual solid density for the component σ, which is a constant value. One can change both G σs and ρ s(σ) to adjust contact angles. Huang et al. [33] simplified the virtual density scheme by setting G σs = G σ σ . The contact angle is only controlled by ρ s(σ) . In the rest of this study, the virtual solid density scheme simplified by Huang et al. [33] is used.

Originally, discrete weights ω i used in calculation of F (σ) int and F (σ) s are the same as that in Eq. ( 3), and it retains fourth-order isotropy of the interactions. To reduce spurious currents and increase the stability of the system, the calculation of the interactions can easily be extended to eighth-order isotropy by including the interactions with next-nearest fluid neighbors [42,43]. At the walls, next-nearest virtual solid neighbors are also required to apply the virtual density scheme with eighthorder isotropy.

B. An improved PSM scheme for the LB pseudopotential MC model

The BB method [18][19][20] is a widely used boundary condition method because of its locality, efficiency, and simplicity. However, when it is applied to complex simulation geometries, it has an accuracy problem since it uses a staircase to approximate curved walls. Thus, Noble and Torczynski [21] proposed the partially saturated method (PSM) to solve this problem. In the PSM, a lattice boundary cell can be considered as pure solid, pure liquid, or a mixture of the solid and the fluid (partially saturated). The solid fraction depends on the solid coverage of a cell. The LB distribution function for the component σ is modified as:

f (σ) i (x + c i ∆t, t + ∆t) =f (σ) i (x, t) + (1 -B (σ) )Ω f (σ) i ∆t +B (σ) Ω s(σ) i ∆t +(1 -B (σ) )S (σ) i ∆t ( 12
)
where Ω

f (σ) i
is the standard collision operator for fluid nodes, and it has the same form as Eq. ( 2). The collision operator for solid nodes is Ω s(σ) i , which can be written in the following way:

Ω s(σ) i =(f (σ) i (x, t) -f eq(σ) i (ρ (σ) , u)) -(f (σ) i (x, t) -f eq(σ) i (ρ (σ) , u s )) ( 13
)
where i is the opposite direction of i. u is the local fluid velocity, and it is calculated the same way as Eq. ( 5). At pure solid nodes, u = u s where u s is the velocity of the solid boundary. In this study, since walls are static, u s = 0. The solid weight B (σ) is dependant on the solid fraction and the relaxation time τ (σ) :

B (σ) (x) = (x)(τ (σ) -0.5) (1 -(x)) + (τ (σ) -0.5) (14)
where the solid fraction value varies between 0 and 1. The calculation of gravitational force does not change. The pseudopotential interaction force is modified to include the fluid-fluid interaction at partially saturated nodes:

F (σ) int (x) =-ρ (σ) (x) σ G σ σ i ω i (1 -(x + c i ∆t)) ×ρ (σ) (x + c i ∆t)c i ∆t. ( 15
)
The solid-fluid interaction force is proposed as:

F (σ) s (x) = -ρ (σ) (x)G σσ i ω i n (σ) (x + c i ∆t)ρ(x + c i ∆t)c i ∆t if 0 < (x + c i ∆t) < 1 -ρ (σ) (x)G σσ i ω i n (σ) (x + c i ∆t)ρ s c i ∆t if (x + c i ∆t) = 1 ( 16
)
where both partially and pure solid walls interact with the fluid. The partially solid density is approximated by the multiplication of the local fluid density and the local solid fraction: (x)ρ(x). The pure solid density ρ s has a constant value and depends on the average fluid density at the boundary. The solid density consists of σ and σ parts. n (σ) is the proportion of the solid density for the σ part. n (σ) is between 0 and 1, and the summation of two proportions is 1:

σ n (σ) = 1. ( 17
)
In practice, after giving a value to the pure solid density ρ s , one can tune the proportion parameter n (r) = 1 -n (b) to generate the desired contact angle. For example, when n (r) = 1 and n (b) = 0, the wall is completely wetting for the r component; When n (r) = n (b) = 0.5, the contact angle is approximately 90 • ; When n (r) = 0 and n (b) = 1, the wall is completely non-wetting for the r component. According to Young's equation [31] and inspired by Huang et al. [32], the obtained contact angle θ c can be approximated by:

cos(θ c ) ≈ n (r) -n (b) . (18)

III. NUMERICAL RESULTS AND DISCUSSION

In this section, three test cases are conducted to compare the performance of the BB virtual density and the improved PSM schemes. For the improved PSM scheme, the solid fraction at curved boundary nodes is calculated by the cell decomposition method [44]. The wetting boundary conditions are chosen according to 11 groups of values given in Table I. For the BB virtual density scheme, we use the same wetting condition according to this table since the improved PSM scheme reduces to the BB virtual density scheme developed by Huang et al. [33] by setting (x) = 1 for (x) > 0.5, and (x) = 0 for (x) ≤ 0.5. In the following test cases, we only specify the value of n (r) for simplicity, but the value of n (b) and ρ s are also the same as in Table I. Here we test the ability of the improved PSM and the BB virtual density wetting boundary condition methods to generate the desired contact angle on flat and curved walls. We first generate droplets on a flat wall and on the inner wall of a circular semicylinder, which is a concavely curved wall. The lattice system is chosen as N x × N y = 300×150 (in lattice unit). The radius and the location of the center of the semicylinder are respectively 145∆x and (150.5∆x, 150∆x). Initially, two droplets with the same radius R = 30∆x are placed on the flat and the concavely curved walls respectively. The centers of droplets (x i , y i ) are respectively (150.5∆x, 33∆x) and (150.5∆x, 120∆x). Figure 1 shows the initialization of the droplets on the flat and the concavely curved walls with (a) the BB virtual density scheme and (b) the improved PSM scheme. The eighth-order scheme gives the same figure as the fourthorder scheme. The initial fluid densities at position (x, y) are given by:

ρ (r) (x, y) = 1, ρ (b) (x, y) = 0.005 if (x -x i ) 2 + (y -y i ) 2 ≤ R ρ (r) (x, y) = 0.005, ρ (b) (x, y) = 1 otherwise. ( 19
)
Figure 2 shows the contact angles obtained on the flat and the concavely cylindrical walls at t = 9 × 10 4 ∆t. The BB virtual density scheme with fourth-order and eighth-order isotropy and the improved PSM scheme with eighth-order isotropy are applied. To measure the contact angle, we first apply the marching squares algorithm to find the droplet interface. Then, due to the symmetry of the system, we randomly select two points on the droplet interface to find the fitted circle. Finally, we find the intersection of the fitted circle with the wall and calculate the contact angle. Each contact angle is measured three times (each time different random interface points are selected to find the fitted circle), and the average value is given in this article. The maximum difference between the three measurements is 0.3 • for both eighthorder schemes and 1.5 • for the fourth-order BB virtual density scheme. It is shown in Fig. 2 that both schemes can be used to achieve different contact angles by tuning wetting boundary parameters. However, there is a condensation problem with the fourth-order BB virtual density scheme. As shown in Fig. 2(c), due to the condensation of the dissolved red fluid, two small droplets appear at the lower left and lower right parts of the cylinder wall. There is also the same condensation problem with the fourth-order improved PSM scheme (the figure is not presented here). Meanwhile, no condensation problem is observed for the BB virtual density and the improved PSM schemes with eighth-order isotropy (Figs. 2(f) and 2(i)). Besides, as shown in Fig. 2(c), the contact angle on the flat wall is 8.3 • larger than that on the concavely curved wall when the fourth-order BB virtual density scheme is applied. In contrast, when we switch to eighth-order isotropy, the contact angles on the flat and the concave walls are more consistent with both the BB virtual density and the improved PSM schemes.

We also generate droplets on the outer wall of a cylinder, which is a convexly curved wall. The lattice system is chosen as N x × N y = 300 × 300 (in lattice unit). The periodic boundary condition is applied in all directions. The radius and the location of the center of the cylinder are respectively 75∆x and (150.5∆x, 101∆x). The radius of the droplet is 50∆x, and the center of the droplet is (150.5∆x, 221∆x). The fluid densities are ρ (r) = 1 and ρ (b) = 0.005 inside the droplet and the opposite densities for the outside of the droplet. The initialization of the droplet on the convexly curved wall with the BB virtual density scheme and the improved PSM scheme are presented in Fig. 3(a) and Fig. 3(b),respectively.

Figure 4 presents the contact angles obtained on the convexly cylindrical wall with the fourth-order BB virtual density and the eighth-order improved PSM schemes at t = 9 × 10 4 ∆t. As the eighth-order BB scheme gives pictures very close to the eighth-order improved PSM method, it has not been presented. Figure 4(c) shows the condensation of a small droplet on the bottom of the cylinder wall when fourth-order isotropy is used to compute the interactions. On the contrary, there is no condensation problem with the eighth-order isotropy case. The contact angles achieved by the fourth-order BB virtual density scheme on the convexly curved wall are not consistent with the contact angles on the flat and the concavely curved walls (Fig. 2) under the same wetting condition. While for the eighth-order improved PSM scheme, contact angles are consistent for all three kinds of walls.

To compare the consistency of the contact angles on the flat and the curved walls by using the BB virtual density with both fourth-order and eighth-order and the improved PSM schemes with eighth-order isotropy, all 11 groups of wetting boundary condition parameters in Table I are applied to generate contact angles on the flat, the concavely curved, and the convexly curved walls. All contact angles are measured after running the simulations for 9 × 10 4 ∆t time steps when the eighth-order schemes give the static contact angles. For the fourthorder BB virtual density scheme, the unphysical condensation droplets continue to grow after 9 × 10 4 ∆t time steps, and there is no static regime for the system. The numerical results and the predicted contact angles according to Eq. ( 18) are plotted in Fig. 5. Compared with the fourth-order BB virtual density scheme, the contact angles obtained with the eighth-order BB virtual density and the eighth-order improved PSM schemes have a better agreement with the predicted contact angles from Eq. ( 18). There is a relatively large inconsistency of the contact angles on the flat and the curved walls under the same wetting condition when the fourth-order BB virtual scheme is applied (Fig. 5(a)), and small inconsistency for the eighth-order BB virtual scheme (Fig. 5(b)). In contrast, with the eighth-order improved PSM scheme, the contact angles on the three different walls almost overlap (Fig. 5(c)). To better show the improvement of the improved PSM scheme over the BB virtual density scheme in terms of consistency of contact angles on different walls, we plot the maximum difference of contact angles on the flat, the concavely curved, and the convexly curved walls with respect to the wetting parameter n (r) (Fig. 5(d) ). With the eighth-order improved PSM scheme, the maximum contact angle difference is smaller than 1 • under all the wetting conditions. However, for most of the partially wetting cases, the maximum contact angle difference is between 2 • and 4 • with the eighthorder BB virtual density scheme, and between 10 • and 14 • with the fourth-order BB virtual density scheme. On average, the eighth-order improved PSM provides a maximum contact angle difference that is around twenty times smaller than the fourth-order BB virtual density scheme and around five times smaller than the eighth-order BB virtual density scheme when the wall is partially wetting. Since the computation of the interactions with the fourth-order isotropy leads to the condensation problem on the curved walls and the large inconsistency of the contact angles on different walls, we only use the eighthorder isotropy to compute the interactions for the following tests. FIG. 2: The contact angles on the flat and the concavely curved walls at t = 9 × 10 4 ∆t. The red and blue colors represent the r and b components, respectively. In (a), (b), and (c), the BB virtual density scheme with fourth-order isotropy of interactions is implemented with n (r) = 0.2, 0.5, and 0.9, respectively. In (d), (e), and (f), the BB virtual density scheme with eighth-order isotropy is implemented with n (r) = 0.2, 0.5, and 0.9, respectively. In (g), (h), and (i), the improved PSM scheme with eighth-order isotropy is applied with n (r) = 0.2, 0.5, and 0.9, respectively.

B. 2D case: a droplet sliding inside a rotating circular cylinder

This test is performed to study the influence of the curved wall on the movement of the wetting droplet when the BB virtual density and the improved PSM schemes with eighth-order isotropy are applied. To make the droplet rotate along the cylinder wall, a ro-tating gravity is applied to the droplet component instead of rotating the cylinder wall. The simulation box is N x × N y = 300 × 300 (in lattice unit). The radius and the location of the center of the cylinder are 145∆x and (150.5∆x, 150.5∆x), respectively. Initially, a red droplet with the radius 30∆x and the center (150.5∆x, 34∆x) is surrounded by the blue fluid. Inside the droplet, the fluid densities are ρ (r) = 1 and ρ (b) = 0.005, and the opposite densities for the outside of the droplet. The magnitude of the rotating gravity g is fixed to be 1 × 10 -4 (in lattice unit) throughout the simulation. The direction of g is fixed at (0,-1) before t = 1 × 10 4 ∆t to let the droplet relax, and then, from t = 1 × 10 4 ∆t to t = 5.2 × 10 5 ∆t, gravity rotates in clockwise direction with the angular velocity ω g = 2π/T , where T = 1.6 × 10 5 ∆t is the rotation period. After gravity rotates by a certain angle, the droplet starts to follow gravity and rotate on the wall. Figure 6 shows a partially wetting droplet (n (r) = 0.5) on the inner cylinder wall under rotational gravity with the improved PSM scheme. To quantify the smoothness of droplet movement inside the cylinder, a droplet front point P is detected at each time step. P is defined as the intersection of the droplet interface with a circle (concentric with the cylinder) of radius 140 and it is computed by bicubic interpolation. In Fig. 6(a), gravity starts to , and (c), the fourth-order BB virtual density scheme is applied and the wetting parameter n (r) is respectively 0.2, 0.5, and 0.9. In (d), (e), and (f), the eighth-order improved PSM scheme is applied and the wetting parameter n (r) is respectively 0.2, 0.5, and 0.9.

rotate and the droplet is in the static state. Figure 6(b) shows the system after gravity has rotated for 90 • and the droplet follows gravity with its rotation angle smaller than 90 • .

Figure 7 shows the angular velocity ω d (rad/∆t) of the droplet front point P at the stationary regime for a quarter rotation period under the BB virtual density and the improved PSM schemes with eighth-order isotropy. The capillary number of the system is around 5.6 × 10 -3 , and the Laplace number is around 330. To reach the stationary regime, we first let the droplet rotate for 2 perimeters, and then set t to 0 and start the measurement. As shown in Fig. 7(a), when the wall is non-wetting (n (r) = 0) for the red fluid, the angular velocities of both the BB virtual density and the improved PSM schemes are smooth. Figures 7(b) and 7(c) show that the PSM angular velocities are smoother than the BB angular velocities under the partially wetting conditions, and the highest BB velocity variation is obtained for the n (r) = 0.5 case. The mean relative error of the angular velocity ω d (in the n (r) = 0.5 case) is 21.4% for the eighth-order BB scheme and 5.1% for the eighth-order PSM scheme. The PSM scheme gives approximately four times smaller error than the BB scheme. When Ca is decreased to 2.8 × 10 -3 (T = 3.2 × 10 5 ∆t), this error increases to 41.3% for the BB scheme and 11.0% for the PSM scheme. Both schemes perform worse, but the PSM error is still around four times smaller than the BB error. When the capillary number is increased to 1.1 × 10 -2 (T = 8.0 × 10 4 ∆t), this error decreases to 5.2% for the BB scheme and 2.2% for the PSM scheme. Both schemes perform better. The PSM error is around 2.4 times smaller than the BB error, bringing it closer to the latter.

The droplet interface evolution at the stationary regime is shown in Fig. 8. The BB virtual density and the improved PSM schemes are applied. The droplet interface moves from the red line to the magenta line, and the time step difference between two adjacent interfaces is 1000∆t. As shown in Figs. 8(d), 8(e), and 8(f), the droplet moves smoothly on the cylinder wall with the improved PSM scheme at all the wetting conditions. In contrast, for the BB virtual density scheme, droplet in- C. 3D case: migrating of a droplet inside a square channel under gravity

In this test, we study the motion of a droplet inside a square channel under gravity. To investigate the influence of the inclination of the wall on the velocity of the droplet, the channel is placed with the wall respectively inclined (31 FIG. 7: The angular velocity ω d (rad/∆t) of the droplet front point P at the stationary regime for a quarter rotation period under the eighth-order BB virtual density method (red line) and the eighth-order improved PSM method (black line). The capillary number of the system is around 5.6 × 10 -3 , and the Laplace number is around 330.

the axis of the lattice. The aligned case is chosen as the reference since the PSM channel is equivalent to the BB channel when all channel walls are aligned with the axis of the lattice. If the inclined wall is smooth enough, the velocity of the droplet must not be affected by the inclination angle of the wall. The height and width of the channel are both 40∆x, and the length of the channel is dependent on the inclination of the channel wall, but all the lengths approximate 233∆x. Initially, a rectangular red droplet with a length of approximately 48∆x is in-troduced in the channel and is surrounded by the blue fluid. Inside the droplet, the fluid densities are ρ (r) = 1 and ρ (b) = 0.005, and the opposite densities for the outside of the droplet. The gravitational force g parallel to the channel walls and directed from left to right acts on the two fluids. The magnitude of gravity is 5.8 × 10 -5 (in lattice unit). The contact angle of the droplet is obtained according to the values of parameters in Table I. Figure 9 presents a snapshot of the droplet (n (r) = 0.5) inside a 31 • inclined square channel at t = 1.5 × 10 4 ∆t. The periodic boundary condition is applied between the left and right boundaries, and also the top and bottom boundaries. The BB channel has a staircase approximation of the inclined wall (Fig. 9(a)), which appears to be less smooth than the PSM inclined wall (Fig. 9(b)).

A series of tests are performed to compare the average velocity (in lattice unit) of the droplet in channels with different wall inclination angles. The average velocity of the droplet at the stationary regime is measured (Fig. 10). As the droplet velocity changes under different wetting conditions, the capillary number of the system ranges from 3.6 × 10 -3 to 4.7 × 10 -3 . The Laplace number is around 220. The droplet velocities of the improved PSM scheme with eighth-order isotropy are almost unaffected by the wall inclination under the same wetting condition. The variation in the velocities is very small (smaller than 2%). However, for the BB virtual density scheme, the droplet velocities at different wall inclination angles are not consistent when the wall is partially wetting, especially when the wetting parameter n (r) is close to 0.5 where the contact angle is around 90 • . The variation of the velocities reaches a maximum value of about 7% at n (r) = 0.5. When n (r) increases from 0.5 to 0.9 or decreases from 0.5 to 0, the variation of the velocities becomes smaller but remains significant.

The evolution of the droplet interface in the yz-midplane at the stationary regime with n (r) = 0.5 is plotted in Fig. 11 (see also supplementary Video 4 [45]). The droplet interface moves from the red line to the magenta line, and the time step difference between the two adjacent interfaces is 500∆t. According to Figs. 11(e), 11(f), 11(g), and 11(h), the droplet interfaces are equally spaced at all inclination angles when the improved PSM scheme with eighth-order isotropy is used. For the BB virtual density method, the droplet moves smoothly on the 0 • (Fig. 11(a)) and 45 • (Fig. 11(c)) inclined walls. However, when the wall inclination is 31 • (Fig. 11(b)) or 53 • (Fig. 11(d)), the droplet interfaces are not equally spaced and asymmetrical with respect to the axis of the channel. This problem is mainly caused by the imbalance of the interaction force at the local corners of the inclined wall. In contrast, when the wall is 45 • inclined, all the corners are the same, and when the wall is aligned, there is no corner on the wall. Similar to the previous test case, we find that when n (r) is closer to 0 or 1, the movement of the droplet becomes smoother with the BB virtual density scheme. This is because when the wall is closer to completely non-wetting or completely wetting, the corners of the inclined wall are more covered by the wetting fluid. Thus, the non-wetting fluid tends to slide on a layer of the wetting fluid instead of moving on the wall.

IV. CONCLUSION AND PERSPECTIVE

In this work, we proposed an improved PSM scheme to simulate pseudopotential MC flows. This proposed scheme is fully mass-conserving so that the droplet size does not change while flowing. The pseudopotential interactions are computed with eighth-order isotropy since fourth-order isotropy leads to a condensation problem on the curved walls and a inconsistency of the contact angles on the flat and the curved walls. It should be emphasized that eighth-order isotropic terms are only used to compute the pseudopotential interaction forces, so the increase in computation time is acceptable. It has been found that our method is capable of producing nearly identical contact angles on the flat, the concavely curved, and the convexly curved walls when the same wetting condition is applied, and the contact angles obtained in the simulations are in good agreement with Eq. ( 18) given according to Young's equation [31]. Whereas for the BB virtual density scheme, there is around a five times higher inconsistency of the contact angles on the different walls when the partially wetting boundary condition is applied. Furthermore, the improved PSM method reduces grid dependence of the moving contact line [46][47][48][49]. It is shown that with the improved PSM scheme, the droplet moves smoothly on the curved and inclined walls and the velocity of the droplet is almost not affected by the wall inclination angle with respect to the lattice under all wetting conditions. However, for the BB virtual density scheme, when the wall is partially wetting, the local corners on the curved and inclined walls affect the movement of the droplet. When the wetting condition of the wall is ). The droplet interface moves from the red line to the magenta line, and the time step difference between the two adjacent interfaces is 500∆t.

closer to completely non-wetting or completely wetting, the movement of the droplet becomes smoother and the wall inclination angle has less influence on the droplet velocity since the corners on the staircase approximation are covered with a layer of the wetting fluid, which increases the smoothness of the walls. Overall, our improved PSM scheme is superior to the BB virtual density scheme in simulating pseudopotential MC flows with curved or complex wall geometries over a wide range of wetting boundary conditions. The present method appears to be a powerful tool for simulating MC flows in porous media and in microfluidic channels.

FIG. 1 :

 1 FIG. 1: The initialization of the droplets on the flat and the concavely curved walls. The red and blue colors represent the r and b components, respectively.

  (a) θ f lat ≈ 121.6 • ; θconcave ≈ 119.1 • (b) θ f lat ≈ 90.5• ; θconcave ≈ 87.7 • (c) θ f lat ≈ 40.3 • ; θconcave ≈ 32.0 • (d) θ f lat ≈ 126.9 • ; θconcave ≈ 129.1 • (e) θ f lat ≈ 90.6 • ; θconcave ≈ 89.9 • (f) θ f lat ≈ 38.7 • ; θconcave ≈ 35.0 • (g) θ f lat ≈ 126.9 • ; θconcave ≈ 127.1 • (h) θ f lat ≈ 90.6 • ; θconcave ≈ 90.7 • (i) θ f lat ≈ 38.7 • ; θconcave ≈ 37.9 •

FIG. 3 :

 3 FIG. 3: The initialization of the droplet on the convexly curved wall. The red and blue colors represent the r and b components, respectively.

FIG. 4 :

 4 FIG.4:The contact angles on the convexly curved wall at t = 9 × 10 4 ∆t. The red and blue colors represent the r and b components, respectively. In (a), (b), and (c), the fourth-order BB virtual density scheme is applied and the wetting parameter n (r) is respectively 0.2, 0.5, and 0.9. In (d), (e), and (f), the eighth-order improved PSM scheme is applied and the wetting parameter n (r) is respectively 0.2, 0.5, and 0.9.

FIG. 5 :

 5 FIG. 5: (a)-(c) Contact angles w.r.t n (r) on the flat, the concavely curved, and the convexly curved surfaces with different schemes. (d) The maximum difference of contact angles on the flat, the concavely curved, and the convexly curved walls under the same wetting condition w.r.t the wetting parameter n (r) .

(a) t = 1 ×FIG. 6 :

 16 FIG. 6: The rotation of the droplet (n (r) = 0.5) inside the circular cylinder under the effect of rotational gravity with the improved PSM scheme. The red and blue colors represent the r and b components, respectively.

  n (r) = 0.8

8 FIG. 8 :

 88 FIG.8:The droplet interface evolution at the stationary regime (see supplementary Video 1, 2, and 3 [45]). The droplet interface moves from the red line to the magenta line, and the time step difference between two adjacent interfaces is 1000∆t.

(a) 8

 8 FIG. 9: A snapshot of the droplet (n (r) = 0.5) inside a 31 • inclined square channel at t = 1.5 × 10 4 ∆t. The red color represents the r component.

FIG. 11 :

 11 FIG.10:The average velocity (in lattice unit) of the droplet w.r.t n (r) at different inclinations of the wall. As the droplet velocity changes under different wetting conditions, the capillary number of the system ranges from 3.6 × 10 -3 to 4.7 × 10 -3 . The Laplace number is around 220.

TABLE I :

 I Different wetting conditions according to different values of n(r) , n (b) and ρ s .

	n (r) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
	n (b) 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
	ρ s 1.05 0.8 0.7 0.68 0.66 0.65 0.66 0.68 0.7 0.8 1.05
	A. 2D case: static contact angles

  • , 45 • and 53 • ) and aligned (0 • ) with


Charles Lenay
email: charles.lenay@utc.fr

Pascal Salembier
email: pascal.salembier@utt.fr

Pierre Lamard
email: pierre.lamard@utbm.fr

Yves-Claude Lequin
email: yves.lequin@utbm.fr

Loïc Sauvee
email: loic.sauvee@lasalle-beauvais.fr

Nous proposons ici une approche originale de la technologie dans les sciences humaines et sociale (SHS), approche qui sera développée dans le cadre d'un groupement d'intérêt scientifique (GIS) pour l'unité des technologies et des sciences de l'homme. En effet, la place des SHS dans l'organisation de la recherche et des enseignements dispensés dans les écoles d'ingénieurs pose question. Les attentes vis-à-vis des enseignants-chercheurs sont souvent l'objet de malentendus et renvoient pour partie à une méconnaissance réciproque entre SHS et sciences pour l'ingénieur (SPI) mais aussi, plus fondamentalement à une coupure entre enseignement et recherche. Ces obstacles illustrent également la difficulté à mettre en place une recherche interdisciplinaire pérenne qui associe SHS et SPI. Nous proposons ici une initiative qui vise à fonder une recherche interdisciplinaire de ce type sur la question de la « constitutivité mutuelle » de l'Homme et de la technique.

Abstract. We propose an original approach to technology in the humanities and social sciences (HSS), an approach that will be developed as part of a scientific interest group (SIG) for the unity of technologies and human sciences. Indeed, the place of the HSS in the organization of research and education given in engineering schools and technical universities raises many questions. Expectations related to this training are very often a source of misunderstandings, due to a mutual ignorance between HSS and engineering sciences (ES), but also to a separation between research and education. These issues illustrate as well the difficulties encountered by the general project of an interdisciplinary research associating HSS and ES. We propose here an initiative which aims at building an interdisciplinary project grounded on the question of the relationship of "mutual shaping" between human and technology.

Introduction

Les éternels discours pour dépasser l'opposition des deux cultures, entre sciences de l'homme et sciences de la nature (sciences de la matière, sciences de la vie), semblent toujours buter sur de mêmes écueils : partages de territoires, disputes aux frontières, indifférence ou rapports hiérarchiques d'instrumentalisation réciproque, définition des objets (Akrich, 1987). Avant d'y revenir, notons que ces questions sont particulièrement sensibles dans le contexte des centres technologiques comme les écoles d'ingénieurs où l'enseignement en sciences humaines et sociales est souvent soumis à une série d'injonctions dont nous verrons qu'elles sont illusoires comme « adapter les ingénieurs à l'environnement socio-économique » ; ou « favoriser l'acceptabilité sociale du changement technique » [START_REF] Jeneveau | Les sciences humaines et sociales dans la formation des ingénieurs : enjeux, repères, questions et perspectives[END_REF]. Nous voulons ici proposer les principes et méthodes que nous avons élaborés pour dépasser ces difficultés. Nous verrons que de telles incompréhensions résultent d'une coupure entre enseignement et recherche, coupure particulièrement significative autour de la question technique parce que l'approche qui depuis deux siècles préside aux formations techniques françaises consiste à réduire les techniques à des sciences physiques appliquées.

Pourtant, l'enseignement et la recherche en sciences humaines et sociales dans les universités de technologie françaises se sont développées d'une façon originale et ont progressivement élaboré quelques solutions à ces difficultés. Depuis les premières propositions de Guy Denielou (présidentfondateur de l'université de technologie de Compiègne en 1972) pour un « Ingénieur philosophe » [START_REF] Lamard | La technologie entre à l'université. Compiègne, Sevenans, Belfort-Montbéliard[END_REF] ces écoles ont intégré 20 à 30 % d'enseignements en SHS dans la formation de leurs ingénieurs, et ont progressivement créé des équipes de recherche associées en SHS ou des équipes de recherche pluridisciplinaires comportant une composante SHS forte (Costech à l'UTC, TechCICO et le CREIDD à l'UTT, Récits à l'UTBM).

Alors que ces équipes, également associées à l'équipe PICAR-T de LaSalle Beauvais, sont engagées dans un processus de rassemblement au sein d'un Groupement d'Intérêt Scientifique UTSH (Unité des technologies et sciences de l'homme), elles ont proposé quelques éléments réflexifs sur la démarche originale en SHS qui s'est peu à peu dégagée de ce contexte technologique.

Nous voulons proposer ici quelques uns des principes directeurs de cette recherche technologique en sciences humaines. Pour cela il est d'abord nécessaire de ressaisir le mouvement historique qui a présidé à cette rencontre originale entre SHS et sciences de l'ingénieur (SPI).

Des humanités techniques jusqu'à nos jours

A la Libération et dans le contexte du plan Langevin-Wallon, le gouvernement veut poursuivre l'unification du système public d'enseignement (« Ecole unique »). Considérant que « si la profession isole, la culture doit rapprocher » [START_REF] Mialaret | Plan Langevin-Wallon[END_REF] 1 , dans le domaine de l'enseignement technique, il est prévu entre autres pour les élèves un enseignement général spécifique, sous le nom d'« humanités techniques » [START_REF] Bonnet | La formation des maîtres de CAP aux lendemains de la Libération ? : l'enjeu des « humanités techniques[END_REF]. Cette philosophie est portée par P. Le Rolland, Directeur de l'Enseignement technique, avec l'appui de G. Friedmann, sociologue du travail, Gilbert Simondon, philosophe, L. Febvre, historien. Le lycée comptait des « humanités classiques » et des « humanités scientifiques », l'idée est d'établir des « humanités techniques » (plus tard nommées « culture technique »), afin de rapprocher les trois filières (littéraires, scientifiques et techniques), les enseignants d'ENNA formant les futurs enseignants des écoles d'apprentissages devenant collèges d'enseignement technique après 1959, sont formés à une nouvelle pédagogie, dont la mise en oeuvre s'avèrera difficile, 1 Plan Langevin-Wallon -texte présenté par Mialaret Gaston. pp 33 et 41. Le regroupement dans les universités est prévu grâce à des « instituts techniques reliés aux facultés et aux centres d'études », ainsi qu'une formation pédagogique pour les intervenants extérieurs des « enseignements spéciaux » : « Les enseignements spéciaux sont ceux pour lesquels l'université doit recruter des maîtres qui aient l'expérience de l'industrie, de l'agriculture, des affaires, de l'administration, bref de la formation sous toutes ses formes et à tous ses niveaux » (Mialaret, 1997, p 41).

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Les sciences humaines dans les parcours scientifiques et techniques professionnalisants beaucoup d'enseignants trouvant cette pédagogie trop intellectuelle, et de nombreux élèves « boudant » ces enseignements généraux [START_REF] Bonnet | La formation des maîtres de CAP aux lendemains de la Libération ? : l'enjeu des « humanités techniques[END_REF]. En définitive, dans le secondaire -jusqu'à nos jours -l'enseignement professionnel et technique (même lorsqu'il est rebaptisé « technologique ») demeure -pour l'essentiel -dépourvu d'enseignements en sciences humaines et sociale, surtout lorsqu'il s'agit de comprendre les processus techniques. [START_REF] Lequin | La technologie est une science humaine[END_REF][START_REF] Charmasson | L'Enseignement technique de la Révolution à nos jours. Textes officiels avec introduction[END_REF][START_REF] Bodé | L'enseignement technique de la Révolution à nos jours (I NRP[END_REF] 2 . Herbert Simon évoque même un recul 3 . Cependant, vers 1945-1950, dans l'enseignement technique supérieur, on dénombre 82 écoles d'ingénieurs, majoritairement privées et étroitement spécialisées, avec un essor des ENSI (écoles nationales supérieures d'ingénieurs, créées par le décret du 16 janvier 1947)4 . Dans l'ensemble la formation des ingénieurs est assurée dans l'esprit d'une « technonomie » (ou « logique de la technique »), à forte teneur en mathématique, physique ou mécanique, mais sans formations générales (qui sont dispensées par les universités) [START_REF] Prost | Mort et naissance de l'université française[END_REF]. Au milieu des années 1950, les sciences sociales (re)viennent à l'ordre du jour, à la fois pour des raisons scientifiques et pour des raisons très pragmatiques, de gestion des entreprises et de la société [START_REF] Bernard | Les Instituts universitaires de technologie[END_REF][START_REF] Musselin | La longue marche des universités françaises[END_REF] 5 . Prenons l'exemple du CUCES (Centre universitaire de coopération économique et sociale) de Nancy [START_REF] Laot | La formation des adultes : Histoire d'une utopie en acte-Le complexe de Nancy[END_REF] [START_REF] Lequin | L'INSA de Lyon. Origines, contexte et portée[END_REF]. Inaugurés respectivement par A. Sauvy et F. Perroux, un bâtiment et une rotonde sont réservés spécialement aux enseignements et aux conférences des Humanités. Dans la pratique, il s'agit d'initier concrètement les futurs ingénieurs « aux problèmes humains des entreprises », objectif indispensable, réclamé depuis nombre d'années, mais assez éloigné des recherches académiques en sciences humaines et sociales [START_REF] Boirel | L'avènement de l'INSA[END_REF]. Cette « innovation » sera mainte fois contrainte, sous la pression notamment des départements de génie ; le département des Humanités sera réduit à un Centre, lorsque ces derniers deviennent diplômants7 . Actuellement, le principe même d'un enseignement par la recherche (c'est-à-dire un enseignement qui s'appuie sur une recherche en cours et qui donne à comprendre les pratiques de cette recherche)8 est remis en cause, privilégiant les enseignements « classiques » des langues étrangères et des enseignements SHS, directement professionnalisant.

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SHS Web of Conferences

Cependant, un laboratoire de recherche en sciences sociales voit le jour en 2004 : STOICA (Savoirs, Techniques, Organisation, Innovation, Conception Appliqués), devenu ITUS en 2013 (Ingénieries, Techniques, Urbanisations, Sociétés) [START_REF] Lequin | L'université de technologie est-elle enfant de 1968 ?[END_REF] mais perdant sa lisibilité strictement SHS.

Nous ne pouvons pas mener ici une analyse détaillée des raisons conjoncturelles et structurelles, politiques et épistémologiques de ces échecs relatifs. Notons seulement qu'ils ont souvent résulté de conflits dans lesquels les facultés universitaires revendiquaient une autonomie qu'elles sentaient menacée par l'utilitarisme technologique, par le risque d'une instrumentalisation de leur savoir qui serait au service de technologies développées préalablement suivant l'application aveugle des résultats des sciences physiques. Le développement universitaire des SHS semble s'être fait dans une relative défiance (même si parfois elle était mêlée d'envie et d'imitation) vis-à-vis des autres sciences de la nature. Cette séparation disciplinaire et institutionnelle a perduré dans la majorité des universités et centres de recherches français. 9 Parallèlement aux avatars de l'INSA, un nouveau projet est évoqué par des cercles restreints issu du 2e colloque de Caen en 1966. La conception d'un profil universitaire spécifique est porté par divers mouvements de mai-juin 1968, puis par plusieurs partis au Parlement. Au sein du cabinet E. Faure un projet d'universités techniques est préparé, dont la première implantation aurait dû être localisée à Villetaneuse (Lamard & Lequin, 2012a). Ce projet sera entravé en 1969, après la démission de Charles de Gaulle puis par l'élection de G. Pompidou à la présidence de la République. Olivier Guichard, nouveau ministre de l'Education nationale établit un autre groupe de travail, avec pour objectif de fonder une troisième voie universitaire, entre grandes Ecoles techniques et universités, mais aussi entre grandes Ecoles et établissements formant exclusivement aux méthodes industrielles (Arts et Métiers ou Ecole Nationale d'Ingénieurs). C'est ce groupe de travail (piloté par Bernard Delapalme 10 ) qui, en deux ans, conçoit l'université de technologie de Compiègne (UTC), ouverte en septembre 1972, imaginée comme première pierre d'un réseau à généraliser. Après 1981, des efforts sont multipliés pour créer d'autres Universités de technologie, mais pour quinze essais, deux autres seulement verront le jour : à Sevenans-Belfort en 1985 (qui deviendra UTBM en 1999, après fusion avec l'ENI locale), puis à Troyes en 1992.

Une des originalités de l'UTC est de prévoir un département Technologie et Sciences de l'Homme (TSH), qui -tirant des leçons de l'INSA de Lyon [START_REF] Lamard | La technologie entre à l'université. Compiègne, Sevenans, Belfort-Montbéliard[END_REF] -est prévu puissant et diplômant : pour devenir ingénieur chaque étudiant doit obtenir un tiers d'unités de valeur en sciences humaines et sociales ; et majoritairement, les enseignants font partie de l'UT, sans dépendre d'une autre université. Les sciences humaines et sociales qui sont enseignées couvrent un vaste champ (sociologie, histoire, économie, droit, philosophie, langues, etc.) sans pour autant être calquées sur le programme d'une faculté des lettres et sciences humaines. Un département du même type sera créé à l'UTT et à l'UTBM en 1995 sous le nom de département « Humanités ». Des laboratoires voient le jour, menant à bien de vastes programmes de recherches scientifiques en sciences humaines et sociales et mobilisant des méthodes interdisciplinaires autour de l'objet technique ou de la technologie [START_REF] Shs Web Of Conferences | Universités nouvelles, technique et technologie[END_REF], 2012c). Au fil des années ces environnements concrets ont permis le développement d'un style intellectuel original et finalement à une démarche générale de recherche que nous voulons présenter ici.

L'interdisciplinarité : un projet toujours contrarié

A partir de l'expérience acquise dans ces écoles d'ingénieur, notre ambition est de proposer une recherche philosophique et scientifique qui prend les outils et systèmes techniques pour des faits 9 « Beaucoup de ceux qui sont restés fidèles à la conception pure de l'enseignement supérieur s'inquiètent de ce voisinage : c'est l'utilitarisme qui s'installe à côté de la culture désintéressée, c'est l'usine qui s'élève au-dessus du Parthénon et menace de l'écraser », Janet Paul, Notes et souvenirs, Gauthiers-Villars, Paris, 1923, p. 16. Cité par Grelon André, « Les universités et la formation des ingénieurs en France (1870-1914) », dans Formation emploi, 27-28, juillet-décembre 1989, p. 84. 10 Bernard Delapalme est directeur de la recherche scientifique et technique du groupe ELF-ERAP.

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Les sciences humaines dans les parcours scientifiques et techniques professionnalisants humains, à la fois constitués et constituants, et non pas de simples applications conjoncturelles de connaissances physiques. Ce qui est souvent oublié ce n'est pas tant que les techniques soient produites par un contexte social, économique et idéologique, mais plutôt que les dispositifs concrets produits aient un sens, des valeurs et des effets cognitifs pour les activités sociales humaines. En effet, la question de la technique est partagée par les sciences de l'homme comme par les sciences de la nature.

D'une part, la technique est un fait anthropologique originaire et universel [START_REF] Leroi-Gourhan | Le geste et la parole : technique et langage[END_REF][START_REF] Sigaut | La formule de Mauss[END_REF][START_REF] Sigaut | Des gestes aux techniques. Essai sur les techniques dans les sociétés pré-machinistes[END_REF]. Entendons ici « technique » comme le système des objets, dispositifs et pratiques, qui est produit par l'activité humaine, qui sert à cette activité et qui est toujours déjà là, reçu de la collectivité, transformé et transmis. Ainsi la question technique est présente dans l'ensemble des sciences humaines et sociales, y compris la philosophie ou l'histoire . [START_REF] Schlanger | Une technologie engagée[END_REF]. L'histoire se fonde à partir des techniques de l'écriture et l'analyse des traces matérielles ; la sociologie décrit ses objets à partir des techniques du corps, des symboles concrets et des structures matérielles (Mauss, 1970 ; Haudricourt, 1988, 2011) 11 ; la linguistique se développe à partir du processus de grammatisation décrit par Sylvain Auroux, etc. (Auroux, 1994 ;[START_REF] Garçon | L'Imaginaire et la pensée technique -Une approches historiques[END_REF] D'autre part, les sciences de la nature, qu'elles soient biologiques, physiques, ou mathématiques, sont liées aux techniques par leurs moyens comme par leurs conséquences revendiquées. Ce que l'on peut appeler la technoscience, correspond à la dynamique contemporaine de la recherche où les méthodes de l'expérimentation comme les modes de validation passent par la réalisation de dispositifs technologiques [START_REF] Sebbah | Qu'est-ce que la technoscience ? Une thèse épistémologique ou la fille du diable ? Paris : Encre Marine/Les Belles Lettres[END_REF]. Et a fortiori, dans le cas des « Sciences Pour l'Ingénieur » (SPI) les sciences de la nature sont mobilisées dans des disciplines technologiques (mécanique, informatique, électronique, automatique, etc.) qui travaillent directement sur les contraintes et les possibles du faire technique.

Pourtant, en dépit de cet objet partagé, les projets d'interdisciplinarité sans cesse annoncées échouent souvent à mettre en oeuvre un réel travail commun [START_REF] Schmid | Une nouvelle logique de l'interdisciplinarité[END_REF]. Les deux écueils, biens connus mais toujours renouvelés sont, d'une part, une opposition entre culture et technique et d'autre part, un rôle purement instrumental et subalterne de la technique, ou réciproquement l'instrumentalisation des sciences humaines au service des développements industriels (Akrich, 1994). Une des raisons de cette situation vient sans doute du fait que, comme le souligne François Sigaut, la technique tient de l'implicite, et que son explicitation est difficile [START_REF] Sigaut | Des gestes aux techniques. Essai sur les techniques dans les sociétés pré-machinistes[END_REF]. L'urgence d'une prise en compte du fait technique par les SHS a été d'ailleurs souvent été mise en avant [START_REF] Cresswell | Techniques et culture : les bases d'un programme de travail[END_REF][START_REF] Lemonnier | L'étude des systèmes techniques, une urgence en technologie culturelle[END_REF][START_REF] Mitcham | Thinking through technology : The path between engineering and philosophy[END_REF].

L'opposition : la technique, considérée comme moyen, est opposée à la culture comprise comme source de sens ; le rapport matériel concret à la nature contre le discours social des valeurs ou des émotions. Chacun à sa place dans, au mieux, une coexistence polie.

L'instrumentalisation réciproque, soit des sciences humaines par les ingénieurs et techniciens, soit des techniques par les sciences humaines. Dans tous les cas, il n'y a pas de véritable dialogue interdisciplinaire, puisque les apports et questions ne viennent pas affecter des problématiques internes à chaque discipline, mais relèvent simplement de l'application de savoirs que l'on admet être acquis. Il y a une extériorité et une opacité des techniques pour les SHS, comme il y a une extériorité et une opacité des SHS pour les technologues. Cela flatte certainement le sentiment d'expertise et le souci d'indépendance de chaque champ disciplinaire, mais en même temps cela conduit à admettre sans critique diverses formes d'essentialisme ou de substantialisme pour les savoirs importés, ce qui est particulièrement trompeur pour le domaine essentiellement changeant de la technique et des usages. Ni la connaissance des contraintes techniques, ni celle des pratiques humaines, ne sont des choses fixes, stabilisées, mais seulement des objets pour une recherche toujours en cours.

Ainsi, au moment de concevoir une interface, tel designer prendra les résultats des neurosciences comme des acquis indiscutables ; au moment d'étudier les dynamiques de déplacement en ville, tel sociologue prendra comme stabilisées les techniques de géolocalisation ; au moment de réaliser son programme de visualisation en réalité virtuelle, tel informaticien tiendra pour prédéfinies les attentes perceptives des utilisateurs. . . Séparation et instrumentalisation débouchent sur un apport faible, généralement inefficace, des sciences humaines pour le travail interdisciplinaire cependant nécessaire. Outre le désintérêt des chercheurs qui peuvent y craindre une perte d'autonomie, il y a là un risque de dogmatisme. En effet, à chaque fois que l'on admet un ensemble de connaissances comme stable et définitif on quitte la dynamique de la recherche scientifique. Ce dogmatisme scientifique, que ce soit dans les sciences de la nature ou dans les sciences humaines, ne permet ni de comprendre le monde contemporain et ses transformations, ni de pouvoir participer à de véritables processus d'innovation, ni d'ailleurs d'assurer un enseignement susceptible de préparer les étudiants aux mutations futures des techniques et des sciences.

La technique : un objet de recherche pour les SHS

Pour sortir de ces apories, non par un simple volontarisme institutionnel, mais de l'intérieur même de la dynamique des disciplines scientifiques et philosophiques, on peut faire de la constitutivité technique de l'expérience humaine l'objet même d'une recherche fondamentale en SHS. Il s'agit alors de travailler sur la co-construction entre humain et technique, à la fois comme constitutivité technique des pratiques, des activités cognitives et du social, et comme construction sociale des techniques et de leurs usages. Toutes les activités humaines sont « artificielles », c'est-à-dire portées par les outils et milieux techniques que nous recevons et modifions. L'objectif général de cette recherche est de comprendre comment chaque outil, chaque médiation ou dispositif technique, transforme nos façons de percevoir, de penser, de mémoriser, d'interagir et de construire du sens partagé [START_REF] Lenay | Beyond the internalism/externalism debate : the constitution of the space of perception[END_REF]. Ceci peut mobiliser à chaque fois, non seulement la psychologie, l'ergonomie, l'anthropologie, la sociologie, l'histoire et la philosophie, les sciences économiques et de gestion, mais aussi le savoir technique lui-même, qui porte ses propres contraintes et ses propres questions. L'originalité d'une recherche sur la constitutivité technique de l'expérience humaine milite donc en faveur d'une nouvelle forme d'interdisciplinarité en sciences humaines et sociales, interdisciplinarité associant les sciences de l'ingénieur. Un tel travail interdisciplinaire permet d'appréhender des logiques de co-constitution qui supposent d'ouvrir la boite noire des techniques pour y dénouer les fils des pratiques sociales qui leur donnent tout leur sens. Ni opposition, ni mise en service d'une partie par l'autre, la recherche technologique implique la mise en place d'un dialogue animé par les enjeux mêmes de chaque domaine de recherche.

Les produits, services et systèmes techniques ne résultent pas de la simple application d'une science qui les précéderait. Si l'on se plaçait dans un tel cadre, les technologies cognitives par exemple, devraient être des « sciences cognitives appliquées ». Or, bien que les sciences cognitives soient encore loin d'offrir quelques résultats définitifs, nous sommes depuis longtemps entourés d'une infinité de supports techniques pour toutes nos activités cognitives de perception, de mémorisation, d'orientation spatiale et temporelle, de déduction, d'imagination, d'interaction, etc. Jack Goody a défendu que depuis l'origine de l'écriture, les techniques graphiques de la formule, de la liste et du tableau, ne sont pas simplement des modes de spatialisation des connaissances, mais que par leurs structures, elles participent à la production de nouveaux contenus, et de nouvelles opérations cognitives, ce qu'on appelle la « raison graphique » [START_REF] Goody | La raison graphique[END_REF]. L'écriture précède la grammaire, comme la longue vue précède la dioptrique, ou les systèmes d'échange précèdent la science économique [START_REF] Jorion | La queue qui remue le chien : métamorphose de la finance due à son informatisation[END_REF]. Dès lors, il est nécessaire de renverser l'approche applicative pour plutôt d'abord considérer le fait technique comme l'objet possible d'une recherche fondamentale sur sa nature et ses conditions, sur ses effets comme sur sa dynamique historique et sociale, questions qui prennent toute leur importance à notre époque de la technoscience et de l'innovation accélérée. Cette « avance de la technique » résulte de son caractère constitutif [START_REF] Stiegler | La technique et le temps, tome 1. La Faute d'Epiméthée[END_REF]. C'est la raison intrinsèque d'une recherche fondamentale (et non pas applicative) sur la technique.

Il nous semble qu'en montrant la complexité des interactions entre développements techniques, usages, et activités sociales, les disciplines des sciences humaines ne doivent en rien abandonner la rigueur de leur questionnement intrinsèque, de leurs méthodes et de leur histoire propre. Cependant, en posant la question du fait technique au coeur de leurs recherches, elles se mettent en position de renouveler leurs problématiques fondamentales. En effet, la question de la constitutivité technique impacte aussi bien leurs théories, que leurs fondements paradigmatiques et leurs méthodes.

Prenons un exemple dans le champ des sciences cognitives. L'échec relatif de l'Intelligence Artificielle est typique de l'échec de l'ambition de réaliser un développement technique par l'application d'une théorie de la cognition (qui était celle de la computation interne de représentations formelles). Mais ayant échoué à faire des « machines qui pensent » ce domaine de recherche à rencontré un immense succès dans le développement de « machines qui aident à penser » [START_REF] Bachimont | Artéfacture : des machines qui pensent aux machines qui donnent à penser[END_REF]. En effet, la structure combinatoire de l'information numérique a démontré la puissance d'une structure en composant des symboles formels pour le pointage quasi directe dans de gigantesque bases de données (extraordinaire efficacité des moteurs de recherche), pour l'organisation des connaissances (ontologies), pour le traitement automatique du langage naturel (traitement de textes, aide à la traduction), le travail coopératif (réseaux, Computer-Supported Cooperative Work), et maintenant l'organisation des réseaux sociaux.

Cet apparent paradoxe d'un échec scientifique associé à un succès technologique se comprend si l'on reconnait que le cognitivisme classique a oublié que le paradigme computationnel sur lequel il se fondait avait été justement construit sur le modèle de la technique de l'écriture. C'est la technique d'écriture et lecture de symboles mathématique qui avait servi à Turing (suivant en cela le programme de Hilbert) comme modèle pour concevoir la machine virtuelle dont l'ordinateur est une réalisation matérielle. Ordinateur qui, comme système de traitement d'une information indépendante de son support matériel devait servir de modèle à l'approche fonctionnaliste du cognitivisme classique [START_REF] Gardner | The mind's new science : A history of the cognitive revolution[END_REF]Haugeland, 1989). Là encore, la technique précède le champ théorique qu'elle rend possible. On comprend mieux à la fois l'échec du programme fort de l'Intelligence Artificielle et le succès des technologies qui s'inscrivent dans le paradigme computationnel. Ils correspondent à une pertinence technique, et non pas de sciences cognitives.

Mais, du coup, ce sont les sciences cognitives qui se trouvent renouvelées. Plutôt que de prendre le modèle d'un fonctionnement technique (l'écriture mathématique et la machine de Turing) pour rendre compte d'une cognition supposée « naturelle », il s'agit maintenant de rendre compte du fonctionnement de cette technicité essentielle de la cognition. Comme le remarque avec humour Bruno Latour, ce que 05001-p.7 SHS Web of Conferences nous apprend l'intelligence artificielle c'est que depuis toujours l'intelligence est artificielle [START_REF] Latour | Des quelques services rendus par l'IA à la philosophie des sciences[END_REF]. Dès lors, charge aux sciences cognitives de rendre compte de la cognition comme outillée, ce qui conduit à une approche externaliste telle qu'on le trouve dans le paradigme alternatif de la cognition incarnée, située ou distribuée (embodied and embedded) [START_REF] Chemero | Radical embodied cognitive science[END_REF][START_REF] Lenay | Beyond the internalism/externalism debate : the constitution of the space of perception[END_REF][START_REF] De Preester | Technology and the Body : the (Im) Possibilities of Re-embodiment[END_REF]. Plutôt que par des représentations mentales internes, l'activité cognitive se déroulerait dans un environnement outillé qui s'étend dans l'espace même des inscriptions externes. Ce champ de recherche se développe actuellement sous le titre de « l'extended mind theory » [START_REF] Clark | The extended mind[END_REF]. La cognition n'est plus désincarnée, indépendante de son support matériel. Dans ce cadre, l'approche énactive se fonde sur l'inscription corporelle de la cognition en cherchant aussi à comprendre comment les supports techniques participent à l'énaction de l'expérience vécue et des opérations cognitives [START_REF] Varela | The embodied mind : Cognitive science and human experience[END_REF].

Renouvellement du dialogue interdisciplinaire

La question de la constitutivité technique n'est pas réservée à une discipline particulière, comme par exemple l'ergonomie, les IHM (Interfaces Homme Machine), ou le design, mais concerne chacune des disciplines des SHS. En effet, s'il ne s'agissait que d'un domaine de spécialité on rencontrerait le danger de prendre simplement comme acquis les savoirs de disciplines plus générales et fondamentales comme par exemple la psychologie, la sociologie, l'économie, alors que, au contraire, il s'agit de comprendre la constitutivité technique de ces disciplines elles-mêmes et de leurs objets.

Ce renversement de point de vue a une grande importance pour le dialogue interdisciplinaire. En effet, il s'agit d'imposer des contraintes aux explications des disciplines partenaires et non pas seulement en recevoir. Par exemple, pour rester dans le domaine des sciences cognitives, plutôt que de travailler à la conception d'interfaces homme-machine en prenant les résultats des neurosciences comme des savoirs externes stabilisés, il s'agit au contraire, partant de l'étude de la façon dont des figures ou des symboles inscrits sur des supports matériels sont constitutifs d'opérations cognitives majeures comme la catégorisation ou l'idéation, de revenir vers les neuroscience et de les questionner sur les phénomènes de plasticité cérébrale susceptibles de rendre compte de la façon dont l'organisme peut s'approprier les outils qu'il saisi, comment il peut participer à l'interprétation des traces qu'il produit, comment il peut apprendre les stratégies qui conviennent à la formation d'une cognition étendue dans l'espace.

La réalité des terrains d'étude ou des réalisations force déjà par elle-même la multiplicité des points de vue disciplinaires. Mais si l'on veut qu'elle participe de recherches proprement scientifiques, il faut que cette rencontre ne s'effectue pas seulement aux frontières des disciplines, mais bien aussi par le coeur des questions scientifiques que chacune approfondit.

Travailler à tous les niveaux de complexité sur la relation entre dispositifs techniques, connaissances et dynamique sociale, implique une réflexivité puisque, si les supports et agencements sont constitutifs des connaissances, cela concerne en premier lieu les activités scientifiques, philosophiques ou historiques: supports numériques d'écriture et de lecture, de traitement de données, d'organisation collaborative via les réseaux, de diffusion, de valorisation, de propriété intellectuelle, etc. Prenant au sérieux les conditions techniques de la constitution des connaissances, on peut suivre le modèle de la critique philosophique proposée par la déconstruction derridienne : la technique de l'écriture comme condition constitutive de la philosophie qui réalise cette critique de l'écriture [START_REF] Derrida | Introduction à « L'Origine de la géométrie » de Husserl[END_REF]Sebbah, 2008).

Or, cette réflexivité est croisée. Les conditions concrètes du travail de chaque discipline se trouvent être l'objet de recherches possibles pour les autres disciplines, et réciproquement. Pour décrire le travail interdisciplinaire, on utilise souvent les termes « croisement des disciplines ». Pour notre part, nous prenons au sérieux cette expression en l'entendant sur le modèle du croisement de regard. En effet, dans cette rencontre perceptive, chacun est compris dans le regard de l'autre et est justement vu pour ce qu'il ne voit pas lui-même puisque cela lui sert à voir, ici ses yeux, qui dans cette métaphore représentent 05001-p.8

Les sciences humaines dans les parcours scientifiques et techniques professionnalisants l'incarnation des moyens, méthodes et principes théoriques de chaque perspective disciplinaire. Ainsi les différentes disciplines, plutôt que de s'installer dans l'indifférence réciproque, interagissent en questionnant mutuellement leurs présupposés techniques, méthodologiques et théoriques.

Par exemple, alors que le sociologue des sciences étudie la vie de laboratoire pour montrer comment le psychologue construit ses expériences, les recherches menées dans ce laboratoire concernent justement la façon dont la spatialisation de l'information par l'écriture participe à la constitution des catégories et des opérations cognitives, ce qui en retour conduit à une analyse critique des outils de la sociologie, comme les questionnaires, la construction de tableaux de données, ou l'interprétation des cartographies de réseaux [START_REF] Latour | Les « vues » de l'esprit[END_REF].

Retour sur la formation

Cette approche pour une recherche technologique en SHS est maintenant portée par le GIS que nous mettons en place. Elle s'inscrit dans le contexte des écoles d'ingénieur et impacte directement leur formation. Elle montre bien que la formation en sciences humaines et sociales ne peut pas simplement viser à « l'adaptation des profils des ingénieurs à un environnement socio-économique prédéfini ». Cette formation doit bien plutôt offrir des outils conceptuels et des méthodes qui puissent les aider, comme technologues et comme citoyens, à participer à la construction d'un environnement socio-économique en devenir. Et pour cela, elle doit introduire les étudiants à une dynamique de recherche en SHS (et non pas délivrer des savoirs prétendument achevés). Les métiers et les modes d'intervention des ingénieurs subissent des évolutions rapides, variées, essentiellement imprévisibles. Ils sont de plus en plus amenés à concevoir des situations d'activités plus que des dispositifs techniques. Ces situations intègrent des solutions techniques mais aussi des prescriptions organisationnelles et sociétales (explicites ou implicites), des schémas d'usage, voire une idéologie particulière de la technique (allocation des rôles entre l'homme et la machine par exemple). Ces situations ont la particularité de s'étendre dans le temps et dans l'espace (physique et social) et nécessitent des solutions « intégrées » et négociées entre de multiples acteurs humains ou non-humains [START_REF] Latour | Politiques de la nature. Comment faire entrer les sciences en démocratie[END_REF]. Les compétences transmises en SHS aux élèves-ingénieurs doivent être pensées comme une introduction à une démarche de recherche qui les prépare à imaginer et concevoir des situations à venir inconnues et qui leur permette d'acquérir une posture critique dans la constitution des nouveaux objets socio-techniques. L'intervention de l'ingénieur dans le monde industriel s'inscrit donc clairement dans une recherche technologique qui concerne aussi bien les sciences humaines que les sciences de l'ingénieur [START_REF] Choplin | L'ingénieur contemporain, le philosophe et le scientifique[END_REF]. Une telle recherche en SHS propose des méthodes qui peuvent participer directement aux processus de conception euxmêmes, dans l'esprit de la réflexion thématisée notamment par Herbert Simon autour des « sciences de l'artificiel » ; en aidant à comprendre le sens des techniques, pour agir, imaginer, créer, dialoguer et intervenir socialement [START_REF] Simon | The sciences of the artificial[END_REF][START_REF] Simon | Sciences des systèmes, sciences de l'artificiel[END_REF]. On observe d'ailleurs actuellement une évolution depuis la conception centrée sur l'utilisateur, puis sur les usages ou services, vers la conception comme constitution d'une expérience vécue 12 .

De même, il n'y a pas à proprement parler « d'acceptabilité sociale du changement technique », mais le plus souvent une co-construction, co-conception, plus ou moins heureuse, réussie ou non, dans un réseau d'acteurs qui échangent sans cesse leurs rôles de décideurs, concepteurs, utilisateurs ou producteurs. On ne peut donc restreindre l'apport des sciences humaines et sociales sur la technologie à un habillage « humaniste » visant à assurer l'acceptabilité sociale de la technologie. Ce lieu commun vient d'un temps où processus de conception, de fabrication et de consommation pouvaient être séquentiellement départagés. Au contraire, la recherche peut viser à comprendre et à définir les dispositifs socio-techniques situés historiquement et socialement. En effet, l'innovation, vue comme 05001-p.9 SHS Web of Conferences changement technique ou sociotechnique, qu'elle soit incrémentale ou de rupture, n'est pas une donnée en soi. Les processus d'innovation sont construits et sont l'aboutissement d'interactions complexes entre acteurs et dispositifs au sein de ces réseaux sociotechniques [START_REF] Callon | From science as an economic activity to socioeconomics of scientific research. The dynamics of emergent and consolidated techno-economic networks[END_REF][START_REF] Hippel | The sources of innovation[END_REF], 2009) Les rôles du milieu et de la disponibilité en ressources de médiation, les modalités des phénomènes d'apprentissage à l'oeuvre, sont autant d'axes potentiels de recherche. Ces questions sont au coeur d'une meilleure compréhension des objets sociotechniques innovants. La recherche en SHS « sur la conception », c'est-à-dire sur les processus et méthode de l'invention et de la diffusion, peut ainsi évoluer vers une recherche en SHS « de conception », c'est-à-dire une recherche qui participe aux réseaux de conception eux-mêmes et s'enrichit de l'apport de ces réseaux [START_REF] Le Masson | Les processus d'innovation : Conception innovante et croissance des entreprises[END_REF][START_REF] Forest | Pour une science de la conception. Fondements, méthodes, pratiques[END_REF]. Dès lors, les catégories d'activités d'ingénierie de conceptions innovantes comme la R&D ou le « transfert technologique », considérées souvent comme des catégories « naturelles », apparaitront ainsi pour ce qu'elles sont, des élaborations conceptuelles construites et qui trouvent corps à un moment donné dans certains modèles d'organisation. Cette recherche en SHS prendrait ainsi toute sa place au coeur de l'ingénierie de conception, et notamment dans l'élaboration des modèles conceptuels comme dans leur implémentation organisationnelle concrète.

Conclusion

On a écrit que l'instrumentalisation des disciplines de sciences humaines, provoquant une perte d'autonomie de ce secteur de recherche, déboucherait sur un rôle inefficace de ces disciplines, et une perte de leur valeur scientifique puisque les objets de la recherche ne relèveraient pas d'enjeux internes aux développements et débats qui animent la discipline. Dans l'approche proposée ici, il ne s'agit pas de faire disparaitre les différences disciplinaires, ni même de créer une discipline nouvelle, mais de constituer un travail d'équipe interdisciplinaire qui intègre en son sein les sciences pour l'ingénieur suivant les objets étudiés. Un dialogue constructif et essentiel dans les écoles d'ingénieurs qui est donc aussi particulièrement urgent pour la compréhension des mutations rapides du monde contemporain. A condition de considérer en amont le sens social des choix techniques, et pas seulement, comme c'est encore souvent le cas, ne considérer que les conséquences sociales en aval d'innovations techniques réalisées d'abord dans l'opacité et l'ignorance. Au delà de l'opposition entre sciences de la nature et sciences de l'homme, ceci permettrait de faire fructifier les sciences de l'artificiel [START_REF] Simon | The sciences of the artificial[END_REF].

Il semble possible de se donner les outils et environnements nécessaires pour constituer une telle unité autour des technologies des SPI et des SHS et initier une véritable réflexion sur la nature nécessairement interdisciplinaire du projet de l'ingénierie [START_REF] Moriarty | Engineering Project : Its Nature, Ethics, and Promise[END_REF]. C'est l'objet du GIS UTSH que nous sommes en train de mettre en place avec les équipes de SHS inscrites dans le réseau des universités de technologie. Mais ceci ne constitue de notre point de vue qu'une étape : l'objectif est d'étendre cette initiative à l'ensemble des écoles d'ingénieurs concernées par cette problématique et qui y trouveront un écho à leurs préoccupations locales.

On peut également espérer que cette démarche pourra être relayée par les structures institutionnelles d'organisation et de pilotage des établissements nationaux dispensant une formation en ingénierie (voir par exemple quelques initiatives récentes prises par la Conférence des Directeurs des Ecoles Françaises d'Ingénieurs -CDFI).

Références

  Akrich, M. (1987). Comment décrire les objets techniques ? Techniques & Culture, 9, 4964. Akrich, M. (1994). Comment sortir de la dichotomie technique/société. In B. Latour & P. Lemonnier (Éd.), De la préhistoire aux missiles balistiques : l'intelligence sociale des techniques (p. 105-131). Paris : La Découverte.

  qui assure depuis 1954 une formation économique et sociale des élèves ingénieurs. En juin 1957, dans un rapport pour le IIIe Plan, sur « Recherches et progrès technique », H. Longchambon souligne les besoins nationaux en recherche technique et aussi en sciences sociales 6 . C'est dans ce contexte que les initiateurs de l'INSA de Lyon (Longchambon, Billères, G. Berger et Capelle) conçoivent un « département des Humanités ». C'est une première en école d'ingénieurs

  Dans le premier cas, les « humanités » sont seulement convoquées comme supplément d'âme ou comme vernis esthétique apposé aux dispositifs techniques pour favoriser leur acceptation individuelle11 Haudricourt a inséré p. 37 du recueil de ses articles, publié par la MSH en 1988, une petite note précédant la reproduction de son article de 1964 « La technologie, science humaine » : « Je me rappelle qu'en 1946, lors du projet d'Encyclopédie de la Renaissance, sous la direction de Henri Mougin, l'existence de la technologie en tant que discipline autonome me fut contestée, en particulier par Jean Bruhat. Mais à la même époque, Georges Friedmann me demanda un volume sur L'Homme et les techniques pour une collection qu'il dirigeait chez Gallimard. Lorsqu'Igor de Garine m'eut préparé illustrations et manuscrit, celui-ci fut refusé par Edgar Morin, qui avait succédé à Friedmann comme directeur de la collection, pour cause d'insuffisance sociologique. Quelques années plus tard, Jean Poirier me demanda de rédiger le chapitre « Technologie » dans son Ethnologie générale (Encyclopédie de la Pléiade), et je pus utiliser les illustrations et le manuscrit préparés avant 1960 pour ce chapitre, « La technologie culturelle, essai de méthodologie », qui ne parut qu'en 1968, accompagné d'un contre-article que Poirier, peu satisfait du mien, avait demandé à Jean Michéa (« La technologie culturelle, essai de systématique). L'article suivant, bien que publié en 1964, fut donc rédigé après le chapitre de La Pléiade, publié en 1968. » 05001-p.5 SHS Web of Conferences et sociale, ou bien, au mieux, il s'agit de proposer des aménagements techniques par la prise en compte de l'utilisateur. Dans le second cas, les sciences humaines s'emparent cette fois des techniques, mais seulement pour utiliser des terrains et des instruments supposés neutres relativement à leur propre questionnement.

Voir aussi[START_REF] Charlot | Histoire de la formation des ouvriers. 1789-1984[END_REF]. Selon Léon Antoine(Léon, 1968, p. 100) : « L'enseignement technique élémentaire, tel qu'il est régi par la loi Astier, consiste moins en une formation en école qu'en un aménagement de la formation sur le tas. » . Le texte que Marc Bloch publia en 1943 (« Notes pour une révolution de l'enseignement ») est reproduit in[START_REF] Bloch | L'étrange défaite[END_REF] pp. 254-268. Les références sont de cette réédition. Pour saisir le contexte[START_REF] Becker | L'histoire, la guerre, la résistance[END_REF] : « L'enseignement secondaire a pour objet de former des esprits; non, par avance, des ingénieurs, des chimistes ou des arpenteurs. Ceux-là trouveront plus tard et ailleurs, les écoles qu'il leur faut » (p. 267).

3 « Par un paradoxe ironique, alors que s'affirme le rôle décisif de la conception dans toute activité professionnelle, les sciences naturelles au XXe siècle, surtout dans les deux ou trois décennies qui ont suivi la Seconde Guerre mondiale, ont presque complètement éliminé les sciences de l'artificiel du programme des écoles formant des professionnels. Les écoles d'ingénieurs sont devenues des écoles de physique et de mathématiques (. . . ) »[START_REF] Simon | The sciences of the artificial[END_REF], p. 203 dans sa version française(Gallimard 2004)

.4 Pour une part héritières des anciens instituts associés (depuis 1883) aux facultés des sciences, ces écoles d'ingénieurs sont incluses dans les universités(André

Grelon). 5 « Le technologue, à la différence du scientifique, sera un homme de synthèse dont l'ambition doit être de construire quelque chose de nouveau, utile à la société. (. . . ). Cela suppose que le technologue supérieur ait une formation sociale et humaine importante qui lui permette de rassembler autour de lui une équipe de spécialistes. »[START_REF] Bernard | Les Instituts universitaires de technologie[END_REF]

pp 19-20).6 Fernand Braudel a rédigé cette partie (« Les Sciences sociales en France. Un bilan, un programme »), et la publie sous la signature de Henri Longchambon (

[START_REF] Longchambon | Les Sciences sociales en France. Un bilan, un programme[END_REF].7 Le centre n'est pas une structure institutionnelle reconnue en tant que telle au sein de l'établissement et ne peut pas prétendre à une quelconque autonomie ni dans l'offre de formation, ni dans les

activités de recherche.8 Il n'y a plus de structure de recherche « estampillé » clairement SHS qui puissent justifier un enseignement par la recherche.

Par exemple une spécialité de master en UxD (User eXperience Design) a été mise en place à l'UTC en 2012.


T Mansuryan

Y Arosa Lobato

A Tonello

M Ferraro

M Zitelli

F Mangini

Y Sun

K Krupa

Benjamin Wetzel

S Wabnitz

V Couderc

Light-by-Light Control Enabled by Incoherent Beam Superpositions in Multimode Fibres

come   L'archive ouverte pluridisciplinaire

Multimode fibres (MMFs) have recently demonstrated a great potential towards discovering numerous new and complex processes that have never been observed, so far [START_REF] Picozzi | Nonlinear virtues of multimode fibre[END_REF]. Among others, Kerr self-cleaning has unveiled the ability of graded-index (GRIN) fibres to produce a quasi-single-mode beam, despite the incoherent multimode propagation involving a large number of modes [START_REF] Krupa | Spatial beam self-cleaning in multimode fibres[END_REF]. A clean beam with its improved brightness can then be obtained at the output of the GRIN MMFs. This phenomenon is enabled by the combined effect of self-imaging and Kerr nonlinearity, followed by a nonlinear nonreciprocity of the mode coupling process. This high-intensity self-transformation can also be described by a thermodynamic approach, whenever a large number of modes is involved [START_REF] Mangini | Statistical mechanics of beam self-cleaning in GRIN multimode optical fibers[END_REF][START_REF] Pourbeyram | Direct observations of thermalization to a Rayleigh-Jeans distribution in multimode optical fibres[END_REF].

In this paper, we extend the concept of Kerr-induced beam self-cleaning to any beam that can co-propagate with a strong wave in a GRIN MMF. We used a weak visible beam at 515 nm that was superimposed on a strong fundamental pump at 1030 nm. Due to their independent coupling into the optical fiber, the number of excited modes at each wavelength was drastically different. Since optical fibers typically do not feature χ(2) nonlinearity, space-time coherence was not possible, as well. Therefore, the propagation of the two beams could be considered as incoherent. Under these conditions, we showed that the M² coefficient of the weak beam was improved by increasing the pump power at 1030 nm, due to cross-phase-modulation between the fundamental frequency (FF) and the second harmonic (SH) beams. However, and differently from previous experiments, we also demonstrated that, by further increasing the pump power, the initially observed self-cleaning of the weak beam was changed into a defocused beam, with increased M² coefficient, instead. Modal energy distribution in favour of either low-ordermodes or high-order-modes could be obtained, depending on the input pump power. Thus, our results uncover a new property of the spatial self-organization effect, which is driven by four-wave-mixing processes, where the phase accumulation through cross-phase-modulation might determine the direction of the energy flow. For enough modes excited, the local phase introduced by the fundamental pump on the weak beam is the result of a superposition of many modes. As a matter of fact, one can even consider an average phase distribution, permitting to apply a calorimetric description of the aforementioned cross-rearrangement of the fundamental beam within a thermodynamic framework [START_REF] Ferraro | Calorimetry of photon gases in nonlinear multimode optical fibers[END_REF]. Indeed, the second law of thermodynamics does not prevent the modification of the spatial beam quality, which is associated with the statistical temperature, neither towards its improvement nor its deterioration. As it occurs in a calorimeter, in MMF the temperature of the two beams vary towards an equilibrium value owing to their interaction (exchange of heat). Our findings can be extended to laser sources for an ultrafast control of their operation, opening a new way towards the light-by-light control. Supercontinuum generation in MMFs could also benefit from this new approach, allowing for an ultrabroadband single-mode emission at high powers [START_REF] Barviau | Toward a thermodynamic description of supercontinuum generation[END_REF].

Fig. 1

 1 Fig. 1 Examples of cross-cleaning (left) and cross-defocusing (right) of a weak beam by using a strong pump wave at different wavelength in GRIN optical fiber (50/125 µm, Lfiber12m).