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Les sujets de thèses

1 sujet IRAMIS

Dernière mise à jour : 19-06-2018


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• Physique théorique

 

Matière Active: coupler les synchronisations interne et externe

SL-DRF-18-1010

Domaine de recherche : Physique théorique
Laboratoire d'accueil :

Service de Physique de l'Etat Condensé (SPEC)

Systèmes Physiques Hors-équilibre, hYdrodynamique, éNergie et compleXes (SPHYNX)

Saclay

Contact :

Hugues CHATE

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2018

Contact :

Hugues CHATE

CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/SPHYNX

0169087535

Directeur de thèse :

Hugues CHATE

CEA - DRF/IRAMIS/SPEC/SPHYNX

0169087535

Page perso : http://iramis.cea.fr/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=chate

Labo : http://iramis.cea.fr/spec/SPHYNX/

La matière active fait référence aux propriétés collectives des entités capables de transformer de l'énergie en travail mécanique, comme le déplacement. La majeure partie du monde vivant et de plus en plus de systèmes artificiels appartiennent à ce domaine. Les groupes d'animaux, les tissus, les colonies de bactéries sont des illustrations de matière active. On remarque que la matière active se rencontre à toutes les échelles. Aujourd'hui, l'humanité confectionne principalement des micronageurs. Cependant, elle nourrit l'espoir de fabriquer des matériaux capables de s'auto-organiser de façon dynamique ou de profiter de l'effet de masse pour effectuer des tâches de façon performante.



Les mouvements collectifs sont un axe majeur dans l'étude de la matière active. Les modèles simples de mouvements collectifs peuvent être représentés par des systèmes où les degrés de libertés essaient de se synchroniser: par exemple, la direction dans laquelle les particules se déplacent pour un groupe de particules. Cependant il existe beaucoup de systèmes, tels que des organismes vivants, présentant des degrés de libertés internes qui vont alors essayer de se synchroniser. Cette synchronisation va alors influencer le mouvement à son tour. Par exemple, cela est observé expérimentalement dans le cas des myxobactéries. Elles renversent spontanément leur direction de déplacement après un certain temps. Dans le cas d'une forte concentration de bactéries, on voit apparaître des zones où de nombreuses bactéries synchronisent leur changement de direction. Cela engendre donc des effets collectifs nouveaux.



Le but de ce projet est de proposer un cadre théorique général prenant en compte le couplage entre synchronisation des degrés de libertés internes et direction du mouvement. Il est attendu des résultats importants sur les micro-organismes tels que les bactéries et sur l'auto-organisation des particules actives synthétiques à l'échelle microscopique et nanoscopique.

 

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