Niveau d'étude
BAC +5
ECTS
6 crédits
Composante
Faculté des Sciences
Volume horaire
36h
Description
Cette UE présente une introduction au domaine des fluides complexes, et à la matière active, avec des applications à la fois dans le domaine de la physico-chimie de la matière molle et dans le domaine de la physique du vivant et des objets biologiques.
Elle est commune aux 2 parcours PhyMV et SoftMat.
Objectifs
Présenter une introduction moderne aux domaines classique de la rhéologie des fluides complexes et leurs applications, ainsi qu’au domaine émergeant de la matière active : fluides autopropulsés avec des comportements collectifs, que l’on retrouve à différentes échelles dans les systèmes vivants ou physico-chimiques : vols d’oiseaux, bancs de poissons, foules...
Pré-requis nécessaires
- Hydrodynamique
Prérequis recommandés :
- Surfaces, Interfaces, Colloïdes,
- Physique Statistique
- Physique Biologie
Contrôle des connaissances
Contrôle Continu Intégral
Syllabus
A) Fluides complexes :
Présentation des fluides non -Newtonien : rhéofludifiants, rhéoépaississants, visco-élastiques, thixotropes.
Ex. de systèmes pratiques : suspensions colloïdales, polymères, fluides biologiques (sang, mucus,….), cristaux liquides, pâtes, micelles géantes, réseaux transitoires, applications biologiques.
Modèles phénoménologiques de fluides non Newtoniens: modèle de Maxwell, modèle de Voigt (solide visco-plastique), modèle de Bingham (fluide à seuil).
Méthodes de mesure : différents types de rhéomètres et différents types de tests. Micro-rhéologie à un point et à deux points.
Microfluidique : écoulements et rhéologie microfluidiques, écoulements capillaires, écoulement stagnants et contractants. Instabilités (Saffman-Taylor…)
B) Matière Active :
Exemples de matière active, vols, bancs, hordes, foules, colonies bactériennes, exemples mécanique (vibreurs), exemples physico-chimie, gel d’actine, SPV, système de partition parABS.
Le modèle de Vicsek, simulations et phénoménologie.
Description hydrodynamique, lois de conservations, symétries, variables lentes.
Matière active « sèche »
- Polaire : Modèle de Toner & Tu, étude des propriétés du modèle : transition de phase, ordre en 2D, fluctuations géantes, ondes « sonores…
- Nématique : Modèle de Ramaswamy, Simha & Toner.
Matière active « mouillée ». Hydrodynamique des gels actifs.
En option, exemples à choisir parmi :
- Particules de Janus
- Croissance active. Sédimentation active.
- Spectres de fluctuation membrane active.
- Le système parABS, équations, équilibre, limite quasi-statique, oscillations, stabilité, travelling waves.
- Modèle Self Propelled Voronoï.