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Foule de Micronageurs sur puce

publié le

Dans ce projet, nous proposons d’explorer la dynamique d’évacuation d’une foule en utilisant un système microscopique et vivant : une microalgue dans une architecture micro fluidique.

La nature nous offre de remarquables réalisations de ce que l’on appelle la matière active. Des étourneaux en formation dans le ciel, une nuée d’insectes ou un banc de poissons en sont les exemples les plus parlants. Pour tous, il s’agit d’une collection d’entités capables de se mouvoir de façon autonome et collectivement de former un motif à grande échelle constitué de nombreux individus se déplaçant de manière cohérente. Cette phénoménologie se retrouve également pour des objets de plus petite taille comme le plancton, les colonies de bactéries voire à l’échelle subcellulaire.

Ce type de phénomène a inspiré de nombreuses communautés de scientifiques. Les physiciens, en particulier, se sont attachés à les modéliser pour tenter de prédire l’émergence de motifs cohérents dans ce qui peut ressembler à des séparations de phases. Plus généralement, les systèmes que l’on dit actifs représentent une nouvelle classe d’objets de la physique hors d’équilibre pour lesquels l’injection d’énergie se fait à une échelle locale.

Dans ce projet, nous proposons d’ériger un pont entre les communautés des suspensions de micronageurs d’une part et celle des mouvements de foules d’autre part. La dynamique de mouvements de foules est également un sujet de grande inspiration pour les chercheurs. Ces systèmes complexes motivent le développement de modèles prédictifs. Nous sommes persuadés que ce rapprochement pourra contribuer à un enrichir notre vision des modèles et concepts.

Sujet de stage 2018 :

Il s’agira de développer un dispositif sur puce microfabriquée qui permettra d’étudier notre micronageur modèle - la microalgue Chlamydomonas Reinhardtii - comme agent d’une foule en évacuation. Les micronageurs seront dirigés vers une sortie en utilisant leur propriété de phototactisme. La dynamique d’évacuation sera quantifiée par les mesures de distribution de temps de sortie.
L’étudiant en stage se chargera de la micro fabrication, de l’acquisition de données en microscopie optique, de l’analyse d’images et suivi de particules. Les cultures de micro algues se feront en collaboration avec un doctorant.

Pré-requis :

Le sujet s’adresse à une personne curieuse souhaitant développer des compétences expérimentales (microfabrication, microscopie, imagerie rapide, culture cellulaire, ...)

Contacts :

Stage M2 proposé par Philippe Peyla & Salima Rafaï

philippe.peyla@univ-grenoble-alpes.fr
salima.rafai@univ-grenoble-alpes.fr