Ecole MECABIO - Les Houches - 10 au 15 mai 2020
Physique des fluides et tissus biologiques : concepts et méthodes pour l'étude de leurs interactions multi-échelles.

 

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                       Ecole thématique CNRS

Description de l'école

Les activités interdisciplinaires à l'interface entre la mécanique, la physique, et la biologie se développent rapidement depuis une dizaine d'années, nourrissant le développement de concepts fondamentaux comme de la bioingénierie. De nouvelles thématiques ont émergé aux intersections des domaines des écoulements de fluides biologiques, de la rhéologie des tissus mous et de la mécanique cellulaire, ce qui nécessite d'introduire de nouveaux concepts ou d'en adapter certains à la spécificité des matériaux biologiques, qui sont soumis à des processus dynamiques et sont souvent hors équilibre thermodynamiquement. La multiplicité des échelles augmente la difficulté de modélisation : au niveau sub-cellulaire, les processus définissant la forme et les forces développées par la cellule (ex : forces d’adhésion) demandent un apport énergétique biochimique et sont soumis aux fluctuations thermiques. La compréhension et la prévision des couplages mécano-bio-chimiques évolutifs en espace et en temps (milieux réactifs) constituent des questionnement amonts non élucidés. A l'échelle de la cellule, les questions de couplage mécanique avec le milieu environnant sont centrales, et conduisent, à l'échelle supérieure, à un comportement très riche des tissus biologiques, depuis le sang jusqu’aux milieux osseux en passant par les tissus mous.

Dans le contexte d'un dialogue croissant entre physique et biologie, l'apport d'approches mécaniques quantitatives permet des avancées fondamentales dans la compréhension du comportement des tissus biologiques. Elles débouchent régulièrement sur des innovations biomédicales importantes, basées notamment sur la possibilité d'une modélisation patient-spécifique des tissus.

L'objectif de cette école sera de familiariser des physicien·ne·s, ainsi que des biologistes, clinicien·ne·s, ou mécanicien·ne·s des fluides ou du solide s'orientant vers la biologie, aux physiques couplées du Vivant et aux outils expérimentaux et de modélisation associés à leur étude.

Thèmes scientifiques

  • Mécanique cellulaire et migration
  • Suspensions cellulaires
  • Fluides biologiques macroscopiques
  • Mécanique des tissus biologiques
  • Poro-mécanique des tissus biologiques

Organisation de l'école

Chaque thème sera exploré à travers un cours de 3-4h suivi d'un TP (expérimental ou sur machine) de 3h par petits groupe.
 
Les cours se feront en français.

 Prérequis

Des connaissances de base en mécanique des milieux continus et mécanique des fluides sont nécessaires. Une expérience des milieux biologiques serait évidemment un plus. Les travaux dirigés comprendront une partie analyse de données puis calcul sur des logiciels du commerce ou ad hoc. Une compétence en méthodes numériques serait un plus. 

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