Nage des microorganismes dans un milieu confiné à interface déformable // swimming of microorganisms in confined environments with deformable interfaces

Topic description

Cette thèse, de nature expérimentale, vise à étudier la nage de microorganismes à faible nombre de Reynolds dans un milieu confiné délimité par une interface déformable, telle qu'une goutte. Selon leur mécanisme de propulsion, les micronageurs se comportent comme des pullers ou des pushers, générant des champs d'écoulement et des contraintes interfaciales distincts. Sous confinement souple, ces différences influencent significativement la déformation de l'interface et la dynamique de la goutte. Les prédictions théoriques existantes manquent encore de validation expérimentale systématique. L'objectif principal de cette thèse est donc d'identifier des signatures expérimentales permettant de distinguer les interactions des pullers et pushers, à l'échelle individuelle et collective, avec les parois déformables, et d'établir les lois gouvernantes de cette dynamique.
Le projet s'appuiera principalement sur la microfluidique, la microscopie pour le suivi cellulaire et le traitement d'images, permettant de quantifier les vitesses de déplacement, les déformations interfaciales et les interactions des nageurs avec l'interface.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

This experimental thesis aims to study the swimming of microorganisms at low Reynolds numbers in a confined environment bounded by a deformable interface, such as a droplet. Depending on their propulsion mechanism, microorganisms behave as pullers or pushers, generating distinct flow fields and interfacial stresses. Under soft confinement, these differences strongly influence interface deformation and droplet dynamics.Existing theoretical predictions still lack systematic experimental validation. The main objective is therefore to identify experimental signatures distinguishing the interactions of pullers and pushers, at both individual and collective scales, with deformable boundaries, and to establish the governing laws of this dynamics.
The project will rely primarily on microfluidics, microscopy for cell tracking, and image analysis to quantify swimming velocities, interfacial deformations, and swimmer–interface interactions.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Funding further details

Contrats ED : Programme blanc GS-SIS