Façonner les tissus par des défauts topologiques – Montel

Des monocouches de cellules anisotropes peuvent former des phases macroscopiques avec un ordre d'orientation à longue portée ainsi que des défauts topologiques, c’est-à- dire des régions où cet ordre est perdu. Il a d’ailleurs été montré que ces défauts jouent des rôles clés dans de nombreux processus physiques. Bien que ces observations révèlent un lien entre l'environnement mécanique à proximité des défauts topologiques et la génération de forme, les mécanismes à la base de ce couplage restent largement incompris.

Ce projet vise à explorer comment l'interaction entre les processus actifs, les défauts topologiques et la géométrie – en particulier les déformations hors plan d'un substrat – façonne les surfaces fluides actives. Nous étudierons un modèle continu générique de surfaces nématiques actives qui prend en compte les changements dynamiques de forme et d'orientation, en tenant compte de paramètres tissulaires tels que la viscosité tissulaire ou les contraintes actives. En combinant des approches analytiques et numériques, nous cherchons à développer une compréhension globale de la dynamique de surface induite par des assemblages de défauts topologiques en interaction.

Pour y parvenir, le problème sera divisé en sous-problèmes qui se prêtent à une analyse analytique et numérique. Nous examinerons d'abord les déformations de surface induites par un seul défaut topologique. Ensuite, nous analyserons l'influence de ces déformations sur les interactions défaut-défaut. Enfin, nous utiliserons des méthodes numériques pour étudier la dynamique de surfaces peuplées de multiples défauts. Compte tenu de la compréhension limitée de la relation dynamique entre ordre d'orientation et géométrie, combinée à l'intérêt croissant pour les processus biologiques induits par l'ordre, ce projet pourrait offrir des perspectives précieuses sur la morphogenèse tissulaire. De plus, ces résultats pourraient ouvrir la voie à des applications innovantes dans des domaines tels que la robotique souple et la médecine.