Descriptif
Cet EA a pour but d’aborder par l’approche expérimentale l’étude de la mécanique de systèmes microscopiques vivants ou inertes, en mettant en œuvre des techniques de micromanipulation, de microfabrication et de microfluidique. Les questions scientifiques abordées seront ouvertes et à la frontière des connaissances actuelles à l’interface entre mécanique, biologie, et ingénierie.
Objectifs pédagogiques
Les objectifs pédagogiques sont:
- de définir une question scientifique et les moyens expérimentaux de la traiter,
- de développer et/ou prendre en main un dispositif expérimental avancé permettant l'étude mécanique d'un système microscopique,
- de comprendre les modèles adaptés pour traiter et interpréter les données,
- de développer un regard critique sur l'acquisition et l'interprétation de données expérimentales,
- de présenter et discuter de manière synthétique les résultats expérimentaux.
Diplôme(s) concerné(s)
Pour les étudiants du diplôme Programmes d'échange internationaux
Aucun
Pour les étudiants du diplôme Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Aucun
Format des notes
Numérique sur 20Littérale/grade réduitPour les étudiants du diplôme Programmes d'échange internationaux
Pour les étudiants du diplôme Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)- Crédits ECTS acquis : 5 ECTS
Programme détaillé
Les exemples suivants pourront donner une idée du type de sujets envisagés:
- Déformation cellulaire dans un écoulement microfluidique pour la mesure des propriétés mécaniques cellulaires
Un exemple d’approche pour une mesure à haut débit des propriétés mécanique d’une population cellulaire.
- Microindentation sur cellule unique
Dispositif de rhéologie sur cellule unique pour la quantification des propriétés mécaniques cellulaires et de leurs variations au cours du temps
- aspiration par micropipette (à basse et haute résolution temporelle),
Technique alternative pour des mesures de viscoélasticité cellulaire. Possibilité d’observer avec une caméra rapide pour sonder des déformations cellulaires à l’échelle de la milliseconde.
- quantification de la force générée par la nage d’une micro-algue
Système avancé de micropipette pour quantifier les forces de quelques picoNewton générés par des micro-algues pendant leur nage.
- exploration du durcissement cellulaire induit par phototoxicité
En rapport avec des recherches en cours (J. Husson), observation de l’effet sur la mécanique de l’induction d’espèces réactives de l’oxygènes intracellulaires.
- micromécanique des trichomes de plantes
Mesure mécanique des propriétés mécanique des trichomes de tomates et d’ortie (les trichomes sont des « poils » présents à la surface de plantes avec pour certains des rôles de défense).
- mécanique du choc osmotique sur cellule
Etude de la régulation osmotique cellulaire au niveau de la cellule unique
- transport d’objets microscopiques par des microorganismes
Pour comprendre comment guider des médicaments ou des sondes de stents dans le corps humain.
- tri d’objets microscopiques à l'aide de microorganismes
Un exemple d’approche pour dépolluer les océans et les sols.
- obstruction d’un microcanal par un objet mou ou par des microorganismes
Etude d’un système modèle pour comprendre les thromboses.
- dynamique de microbulles dans un milieu poreux
Système modèle pour comprendre comment mieux stocker le CO2 dans des roches.
- développement de nouveaux procédés de filtration de l’eau.
Nous utiliserons des techniques expérimentales de microfluidique et de microscopie de fluorescence. Nous piégerons et déformeront mécaniquement des bulles dans des micro-canaux, qui serviront à freiner des microparticules ou même à les piéger. Les conditions d’écoulement nécessaires à ce frein ou ce piégeage pourront être définies en détail.