Micronageurs dans des environnements complexes – PushPull

La plupart des micro-organismes ont développé la capacité d’explorer leur environnement dans le but de trouver leur niche écologique et/ou de participer à des relations symbiotiques avec d'autres espèces vivantes. Les fluides biologiques ou les environnements naturels présentent souvent des rhéologies non-newtoniennes affectant considérablement les processus de transport émergents. L'objectif ici est d'étudier les propriétés d'exploration et de transport de micro-organismes présentant deux stratégies hydrodynamiques de nage différentes, i.e. de type « pousseur » ou bien de type « tireur » dans des fluides complexes ainsi que dans des géométries de confinement contrôlées par design. Les propriétés de nage ainsi que les caractéristiques d'exploration spatiale seront quantifiées sur la base de modélisations hydrodynamiques et statistiques. Dans un deuxième temps, nous tenterons de définir un environnement commun où les bactéries et les algues peuvent coexister. Nous étudierons ensuite les propriétés d'auto-organisation du mélange, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives d’étude en physique statistique de la matière active. Par la suite, ces études fondamentales seront liées plus spécifiquement à deux applications médicales et environnementales (i) la pénétration du mucus intestinal et (ii) les conséquences écologiques de l'efflorescence des mousses marines sur le littoral. En collaboration avec une équipe de recherche médicale, nous étudierons la pénétration du mucus intestinal à l'aide de modèles in vitro obtenus soit à partir de mucine purifiée, soit à partir d'extraits de mucus porcin natif, altérés par dilution ou par attaque chimique. D'autre part, en collaboration avec des biologistes marins, nous étudierons les mécanismes conduisant au piégeage du phytoplancton dans les mousses marines en s'appuyant sur des expériences de laboratoire dans lesquelles les caractéristiques structurelles de la mousse et les espèces de phytoplancton seront contrôlées.