Modélisation microscopique et simulation directe de suspensions actives

Astrid Decoene (Université Paris Sud)

Dans ce travail nous nous intéressons à la modélisation mathématique de suspensions actives, c'est-à-dire de fluides visqueux contenant un nombre significatif d'organismes qui se meuvent dans ce fluide grâce à une activité interne. Il a été observé qu'au delà d'une certaine concentration, le mouvement global de la suspension diffère grandement de la somme des mouvements individuels. En effet, les suspensions de micro-organismes révèlent l'émergence de dynamiques très complexes telles que les phénomènes de bioconvection et de turbulence faible, et présentent des comportements rhéologiques anormaux. Nous proposons d'étudier ces suspensions à travers la modélisation numérique des interactions entre les micro-organismes et le fluide visqueux au niveau microscopique, c'est-à-dire en considérant les entités actives individuellement. Nous présenterons différents modèles et stratégies numériques pour les résoudre, et nous attarderons à analyser les dynamiques collectives reproduites par nos simulations.