Conférence "Le grand bain ou la natation synchronisée microscopique" par François Alouges

Orateur : François Alouges (Ecole polytechnique)

Titre : Le grand petit bain ou la natation synchronisée microscopique

Résumé : L'étude de la natation d'objets de taille micrométrique possède de très nombreuses applications. Au niveau biologique d'abord, où la compréhension de la nage des bactéries pourrait permettre de favoriser ou au contraire de freiner leur développement, mais aussi au niveau mécanique où la conception de micro-robots nageurs serait une avancée extraordinaire en médecine ou en chirurgie non invasive. Du point de vue de la physique du phénomène, la natation à cette échelle est complètement différente de celle que l'on connaît habituellement. On peut dire, par analogie, qu'une bactérie nageant dans l'eau a les mêmes difficultés qu'un humain dans le miel, et l'on conçoit alors que les mécanismes de propulsion aquatique connus (hélices, batteurs, etc.) puissent être inopérants. Le travail que nous avons entrepris depuis plusieurs années a deux aspects. Le premier, plutôt théorique consiste à fournir un cadre mathématique pertinent pour ce problème. Nous avons ainsi compris les liens qui le relient à des questions qui sont traitées par la théorie du contrôle et la géométrie sous-riemannienne. Ceci permet d'aborder un deuxième aspect, beaucoup plus appliqué qui concerne la mise au point d'un ensemble d'algorithmes permettant de déterminer numériquement (sur ordinateur), pour un système propulsif donné, la natation optimale qu'il doit adopter pour minimiser l'énergie dépensée ou de manière équivalente pour nager le plus rapidement possible.

Biographie : François Alouges est Professeur de Mathématiques Appliquées à l'Ecole polytechnique depuis 2008. Après avoir soutenu sa thèse de doctorat en 1991, il entre au CNRS comme chercheur à l'ENS de Cachan. Titulaire de l'Habilitation à Diriger les Recherches depuis 1999, il a obtenu un poste de professeur à l'université d'Orsay en 2000, puis à l'Ecole polytechnique en 2008. Ses recherches concernent la modélisation mathématique et l'algorithmique numérique avec des applications aussi variées que la natation des micro-organismes, le magnétisme à l'échelle microscopique ou le son 3D.

Contact : françois.alouges@polytechnique.edu