Instabilités hydrodynamiques dans les bio-fluides

Hydrodynamic instabilities in biofluids

• Auteur / Autrice : Anaëlle Givaudan
• Direction : José-Maria Fullana
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Inscription en doctorat le 06/11/2023
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques, acoustique, électronique et robotique de Paris (2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Jean Le Rond d'Alembert (Paris ; 2006-....)

Mots clés

Mots clés libres

Bioconvection

Micro-nageurs

Phototaxis

Instabilités

Micro-swimmers

Phototaxis

Bioconvection

Instability

Résumé

La bioconvection est une instabilité hydrodynamique spontanée qui se développe dans les cultures de micro-algues vertes, typiquement Chlamydomonas. Ces micro-nageurs se dirigent vers la surface supérieure, créant ainsi une couche dense qui se destabilise sous son poids et des cellules de convection à la Rayleigh-Bénard apparaissent. Dans cette thèse, l'étudiant sera amené à briser d'autres symétries dans le système à l'aide de lumière. L'accumulation des micro-algues phototactiques à proximité de la source lumineuse déclenche une autre instabilité, qui rappelle cette fois Taylor-Couette. Le but de la thèse est de caractériser cette nouvelle instabilité et son émergence, à travers une campagne expérimentale, numérique et la mise en place d'un cadre théorique.

Bioconvection is a spontaneous hydrodynamical instability which arises in green micro-algae cultures, such as Chlamydomonas. Micro-swimmers aims towards the upper surface, yielding a dense layer which further destabilises and leads to convection cells à la Rayleigh-Bénard. In this thesis, the student will break more symmetries in the system, using light. Phototactic microswimmers accumulating near the light source show a new instability, now reminiscent of Taylor-Couette. This thesis aims at characterising this new instability and its emergence through experiments, numerics and the development of a theoretical frame.