Reflets de la Physique n°57 avr/mai 2018
Reflets de la Physique n°57 avr/mai 2018
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°57 de avr/mai 2018

  • Périodicité : bimestriel

  • Editeur : Société Française de Physique

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 48

  • Taille du fichier PDF : 5,8 Mo

  • Dans ce numéro : dossier micronageurs naturels et artificiels.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

Dans ce numéro...
< Pages précédentes
Pages : 26 - 27  |  Aller à la page   OK
Pages suivantes >
26 27
 » > source lumineuse en amont de l’écoulement, les cellules tendent à s’orienter vers cette source. Cette orientation privilégiée vers l’amont, couplée à la vorticité de l’écoulement, a pour effet que les algues se dirigent vers le centre du canal (fig. 2c). À l’extinction de la lumière, les algues se dispersent à nouveau dans le canal. Le phénomène est donc parfaitement réversible. En se basant sur ce simple couplage (phototactisme/vorticité), nous avons proposé une modélisation du phénomène de focalisation qui a permis une bonne description de l’expérience. En particulier, la distribution de densité de micronageurs dans le canal est prédite quantitativement, ainsi que sa variation avec la vitesse imposée de l’écoulement. Les ingrédients retenus pour la modélisation sont très génériques [4]  : il s’agit de superposer l’écoulement imposé dans le canal avec la dynamique de nage de type marche aléatoire avec persistance biaisée par un tactisme. La perturbation de l’écoulement par la présence des cellules a été négligée. Ce caractère générique du modèle nous permet de présager une relative universalité du phénomène. C’est d’ailleurs le même mécanisme qui a été observé pour des microalgues gravitotactiques soumises à un écoulement en canal vertical descendant. La photofocalisation des microalgues pourra-t-elle, par exemple, éclairer les mécanismes à l’œuvre dans la réponse immunitaire pour laquelle des cellules motiles, les globules blancs, doivent se frayer un chemin vers les pathogènes en suivant un gradient chimique tout en étant transportées par l’écoulement sanguin à grande vitesse ? Chlamy, un micronageur modèle ? L’expérience précédente illustre parfaitement bien la démarche que nous adoptons. D’une part, nous avons montré que la nage de Chlamy peut être décrite par un modèle assez générique de marche aléatoire avec persistance. Ainsi, Chlamy peut être considérée comme un système représentatif de toute une classe de micronageurs. D’autre part, alors que la photofocalisation est un phénomène qui peut sembler très spécifique à Chlamy, la modélisation que nous en proposons montre que les ingrédients minimaux nécessaires sont en réalité très généraux et peuvent s’appliquer à des systèmes de micronageurs différents. ❚ 26 Reflets de la Physique n°57 Microalgues Chlamydomonas reinhardtii, observées en microscopie électronique à balayage. t Références V 0 V 0 V 0 c'EJ a b c 2. Schéma descriptif du mécanisme de photofocalisation. Une source lumineuse est placée en amont de l’écoulement parabolique (matérialisé ici par les vecteurs vitesses en bleu). De ce fait, une microalgue, bien que transportée par l’écoulement, présente une orientation privilégiée vers la source lumineuse (a). Elle est également soumise à une rotation due à l’écoulement (b) et, dotée de sa vitesse V 0, elle finit par migrer vers le centre du canal (c). 7 1 M. Polin, I. Tuval, K. Drescher, J. P.Gollub et R. E. Goldstein, «Chlamydomonas swims with two ‘gears’in a eukaryotic version of run-and-tumble locomotion», Science, 325 (2009) 487-490. 2 M. Garcia, S. Berti, P.Peyla et S. Rafaï, «Random walk of a swimmer in a low-Reynolds-number medium», Physical Review E, 83 (2011) 035301 (R). 3X. Garcia, S. Rafaï et P.Peyla, «Light control of the flow of phototactic microswimmer suspensions», Physical Review Letters, 110 (2013) 138106. 4 M. Martin, A. Barzyk, E. Bertin, P.Peyla et S. Rafaï, «Photofocusing : light and flow of phototactic microswimmer suspension», Physical Review E, 93 (2016) 051101 (R). Dartmouth Electron Microscope Facility, Dartmouth College.
Ces dix dernières années, la maîtrise des propriétés interfaciales d’objets micrométriques a permis la motorisation de robots colloïdaux, notamment par propulsion électrique ou électrochimique. Ces micronageurs artificiels se sont révélés capables de s’auto-organiser en de nouvelles classes de matériaux aux propriétés inattendues. Dans cet article, nous décrivons l’organisation originale de deux types de particules colloïdales autopropulsées  : des colloïdes Janus non-attractifs exhibant un comportement collectif de type adhésif, et des colloïdes rouleurs (dits de Quincke) qui s’assemblent en des fluides que l’on ne peut empêcher de s’écouler. V. Chikkadi et D. Bartolo. Matière active synthétique Assembler des matériaux avec des micronageurs Denis Bartolo (1) (denis.bartolo@ens-lyon.fr) et Cécile Cottin-Bizonne (2) (cecile.cottin-bizonne@univ-lyon1.fr) (1) Laboratoire de Physique, ENS de Lyon, 46 allée d’Italie, 69364 Lyon Cedex 07 (2) Institut Lumière-Matière, Université Claude Bernard Lyon 1, 10 rue Ada Byron, 69622 Villeurbanne Cedex Quelle pression est nécessaire pour maintenir un gaz dans un conteneur ? Quelle énergie peut-on stocker en condensant ce gaz en liquide ? Quel travail peut-on extraire de sa détente ? Il y a plus de cent cinquante ans, ces questions ont simultanément donné naissance à une révolution industrielle (les moteurs) et à une nouvelle science fondamentale, la thermodynamique. Il y a moins de dix ans, une nouvelle génération de moteurs Avancées de la recherche est née dans les laboratoires de physique et de chimie  : des moteurs chimiques, thermiques ou électriques dont la taille n’excède pas quelques microns (la taille d’un pixel sur un écran, d’une bactérie ou encore le dixième du diamètre d’un cheveu). La possibilité de produire en masse ces micromachines leur a rapidement donné le statut de briques élémentaires pour l’auto-assemblage de nouveaux matériaux. Trajectoires dans un gaz de rouleurs de Quincke confinés dans une chambre circulaire de 2 mm de diamètre. » > Reflets de la Physique n°57 27



Autres parutions de ce magazine  voir tous les numéros


Liens vers cette page
Couverture seule :


Couverture avec texte parution au-dessus :


Couverture avec texte parution en dessous :