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Matière et Systèmes Complexes
Présentation
Le laboratoire « Matière et Systèmes Complexes » (MSC) est une unité mixte de recherche du CNRS et de l’université (UMR 7057). Le laboratoire est installé depuis 2007 sur le nouveau campus de l’Université Paris Diderot, Paris Rive Gauche, dans le bâtiment Condorcet. Il est réparti sur plusieurs étages. La direction et le secrétariat se trouvent au 6e étage. Le directeur actuel en est Laurent Limat, secondé par la directrice adjointe Florence Gazeau.
Le laboratoire MSC a pour sujet d’étude la matière et les systèmes complexes sous toutes leurs formes. Il peut s’agir de fluides montrant des phénomènes complexes non-linéaires (facettages de jets ou de tourbillons, structures et propriétés complexes de mousses, phénomènes de mouillage, propagation de vagues et de tsunamis) ou bien, par exemple, de systèmes proches de la géophysique et de l’environnement (systèmes granulaires tels que les dunes, phénomènes d’érosion, morphogenèse des plantes et même des villes, nage collective d’algues ou de bactéries…). Les études théoriques et expérimentales conduisent à des applications comme par exemple les éoliennes flexibles de haut rendement, l’optimisation de méthodes d’enduisage, le contôle de propriétés de surface ou la récupération de la biomasse (ingénierie verte)...
Le laboratoire étudie également le couplage entre la physique et la biologie des systèmes vivants, avec une approche multi-échelle. Les recherches effectuées vont d’échelles moléculaires ou supra-moléculaires (assemblages des protéines, chromatine, cytosquelette etc.) jusqu’à l’échelle de l’organisme entier (méduses, poulets, vers etc.) en passant par des études plus fondamentales sur des cellules uniques sur lesquelles sont exercées des forces quantifiées, permettant de comprendre les propriétés biophysiques de la matière vivante. Ces études aboutissent à de possibles applications en ingénierie tissulaire ou régénération des tissus avec des transferts dans le domaine médical.
Equipes de recherche
Le laboratoire est structuré en cinq équipes :
- Dynamique des systèmes hors d’équilibre (DSHE), orientée plutôt vers les comportements non-linéaires de fluides, éventuellement actifs ou avec surface libre, et les phénomènes d’auto-organisation en général (morphogenèse des granulaires, systèmes particulaires inspirés de la matière condensée, colloïdes et transition d’encombrement, etc).
- Dynamique et organisation de la matière molle (DOMM), orientée plutôt vers les matériaux mous visco-élastiques aux propriétés rhéologiques complexes (gels, polymères, mousses etc.), milieux caractérisés par une structure hétérogène, et dont l’organisation et les propriétés dépendent de l’échelle d’observation.
- Physique du vivant, orientée plutôt vers l’étude des processus physiques qui sous-tendent les fonctions biologiques, principalement à l’échelle cellulaire, entre la molécule et le tissu.
- Biofluidique, orientée plutôt vers l’étude des systèmes vivants du tissu à l’organisme, avec des applications à visées médicales.
- Une équipe de théoriciens dont les thématiques couvrent un spectre large de questions fondamentales allant de la physique statistique hors équilibre à la neuroscience, en passant par la matière molle et la matière active.
Cependant les activités de ces équipes se recoupent souvent dans des projets communs aux frontières entre les comportements physiques et/ou biologiques (exemple : comportement de mousses marines, mesures de forces dans des tissus reconstitués, etc.)
[hal-00561080] A grounded theory of elite male table tennis players' activity during matches
Date: 31 jan 2011 - 15:54
Desc: This article describes the main features of a collaborative project involving researchers, coaches, and elite table tennis players. The project was carried out between 1997 and 2002 with funding from the French Ministry of Youth and Sports, in response to a request by French Table Tennis Team coaches to improve the training of table tennis players. Matches were videotaped during international meets and followed by interviews during which the players described and commented on their activity as they viewed the tapes. A grounded theory of players' activity emerged from the data collected and the ensuing theoretical issues that were raised. The findings on table tennis players' activity pointed to a new direction for training proposals, for example the organization of reflexive practices during training.
[hal-02359247] Receding contact lines: From sliding drops to immersion lithography
Date: 16 nov 2019 - 10:53
Desc: Instabilities of receding contact lines often occur through the formation of a corner with a very sharp tip. These dewetting structures also appear in the technology of Immersion Lithography, where water is put between the lens and the silicon wafer to increase the optical resolution. In this paper we aim to compare corners appearing in Immersion Lithography to those at the tail of gravity driven-drops sliding down an incline. We use high speed recordings to measure the dynamic contact angle and the sharpness of the corner, for varying contact line velocity. It is found that these quantities behave very similarly for Immersion Lithography and drops on an incline. In addition, the results agree well with predictions by a lubrication model for cornered contact lines, hinting at a generic structure of dewetting corners.
[hal-02359344] SIMPLE VIEWS ON CORNERED CONTACT LINES NEAR INSTABILITY
Date: 16 nov 2019 - 11:01
Desc: Drops sliding down a partially wetting plate develop a sharp, cornered tail that above a critical speed emits little droplets. Similar contact line shapes and instabilities appear in coating and splashing and owing to the three-dimensional corner geometry the flow requires complicated modeling. Here we propose a simple comprehensive view of recent theoretical efforts, which describe these phenomena using the lubrication approximation. In particular, we derive explicit formulas for the opening angle of the corner and the curvature at the tip as a function of drop velocity. We present a detailed comparison of the model predictions with experimental results, confirming the strength of lubrication-based models to describe wetting phenomena, even for complicated geometries.
[hal-02398895] Spatial Fluctuations at Vertices of Epithelial Layers: Quantification of Regulation by Rho Pathway
Date: 22 déc 2020 - 11:45
Desc: [...]
[hal-01104057] In silico control of biomolecular processes
Date: 16 jan 2015 - 00:19
Desc: By implementing an external feedback loop one can tightly control the expression of a gene over many cell generations with quantitative accuracy. Controlling precisely the level of a protein of interest will be useful to probe quantitatively the dynamical properties of cellular processes and to drive complex, synthetically-engineered networks. In this chapter we describe a platform for real-time closed-loop control of gene expression in yeast that integrates microscopy for monitoring gene expression at the cell level, microfluidics to manipulate the cells environment and original software for automated imaging, quantification and model predictive control. By using an endogenous osmo-stress responsive promoter and playing with the osmolarity of the cells environment, we demonstrate that long-term control can indeed be achieved for both time-constant and time-varying target profiles, at the population level, and even at the single-cell level.
Autres contacts
Université Paris Diderot - Paris 7
U.F.R. Physique
Bâtiment Condorcet
10, rue Alice Domon et Léonie Duquet
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