Thèse soutenue

Foule de Micronageurs

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Auteur / Autrice : Edouardo Al Alam
Direction : Salima RafaïPhilippe Peyla
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique de la matière condensée et du rayonnement
Date : Soutenance le 14/11/2022
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble, Isère, France ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (Grenoble, Isère, France)
Jury : Président / Présidente : Hugues Bodiguel
Examinateurs / Examinatrices : Bertrand Maury
Rapporteurs / Rapporteuses : Florence Elias, Xavier Noblin

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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La modélisation des mouvements de foule est devenue un domaine de recherche très actif, et de profonds débats animent encore la communauté sur la manière de modéliser certains comportements tels que les mouvements de panique. Dans ce cas, l'effet "plus vite est plus lent" joue un rôle central : il indique essentiellement que, dans certaines situations où la foule est très dense, la volonté des individus est d'augmenter leur mobilité dans leur effort d'évacuation, ce qui a pour effet de bloquer l'ensemble du processus d'évacuation. Un effet paradoxal similaire est connu sous le nom de perte de capacité. La capacité d'une porte de sortie est définie comme le flux maximal qui peut la franchir. Cette quantité n'est pas une valeur statique mais dépend durégime. Le phénomène de perte de capacité correspond à une diminution significative du débit réel en amont.Il a été récemment établi que les effets paradoxaux observés dans la dynamique des foules persistent dans une très grande variété de systèmes : dans un silo granulaire, dans une suspension aussi bien que pour un troupeau de moutons, ou dans une foule de piétons. Une approche de physicien nous invite donc à rechercher un mécanisme physique commun derrière ces observables mesurés. Au minimum, il serait souhaitable de parvenir à définir des classes d'universalité dans cette famille de problèmes. En particulier, une classe de système pourrait être celle des suspensions actives qui implique intrinsèquement des interactions hydrodynamiques entre les agents. Comment et si la microhydrodynamique va affecter la dynamique des foules sont les questions que nous aborderons dans ce manuscrit.Le travail de thèse est expérimental. Il analyse et quantifie le comportement de micro-nageurs (microalgues) mis en situation d'évacuation en tirant parti de leur phototaxie négative. La géométrie des puces microfluidiques est conçue pour qu'une foule dense et stable se produise sur la porte. Les expériences impliquent la culture de cellules, la microfabrication, la microscopie à champ lumineux, l'analyse d'images et le suivi des particules, et enfin l'analyse statistique des données.