H / F offre de thèse : Dévoiler l’origine micromécanique des contraintes résiduelles dans les t[...]

CNRS; Saint-Martin-d'Hères; Sur place; EUR 40 000 - 60 000; Plein temps

Résumé du poste

Un laboratoire de recherche renommé à Grenoble propose une thèse sur les contraintes résiduelles dans les tissus biologiques. Le candidat idéal doit avoir une formation en ingénierie, physique ou mathématiques appliquées, et des compétences en programmation. Le projet combine théorie et expériences de pointe, avec un encadrement par des experts du domaine.

Qualifications

• Formation en ingénierie mécanique, physique ou mathématiques appliquées.
• Expérience en programmation numérique requise.

Responsabilités

• Comprendre l’origine micromécanique des contraintes résiduelles dans les tissus biologiques.
• Conduire des expériences et simulations pour tester des théories.

Connaissances

Programmation numérique

Modélisation

Formation

Ingénierie mécanique

Physique

Mathématiques appliquées

Outils

Mathematica

Matlab

Python

Julia

Comsol Multiphysics

Description du poste

Intitulé de l'offre : H / F offre de thèse : Dévoiler l’origine micromécanique des contraintes résiduelles dans les tissus biologiques

Référence : UMR5588-ALEERL-007

Nombre de Postes : 1

Lieu de travail : ST MARTIN D HERES

Date de publication : mercredi 14 mai 2025

Durée du contrat : 36 mois

Date de début de la thèse : 1 octobre 2025

Quotité de travail : Complet

Rémunération : La rémunération brute est de 2200 € / mois (maximum)

Section(s) CN : 09 - Ingénierie des matériaux et des structures, mécanique des solides, biomécanique, acoustique

Description du sujet de thèse

De nombreux tissus biologiques génèrent et maintiennent des contraintes mécaniques internes. Ces contraintes résiduelles subsistent même lorsque toutes les forces externes sont supprimées : on les observe clairement lorsqu’on sectionne un tissu, l’énergie élastique se libérant aussitôt par une ouverture spontanée. Les contraintes résiduelles contribuent vraisemblablement à la régulation de la taille au cours des processus morphogénétiques.

Leur origine reste pourtant énigmatique—et remarquable—car les tissus en croissance « mettent volontairement » de l’énergie métabolique pour créer l’incompatibilité à l’origine des contraintes résiduelles. L’incompatibilité correspond au défi d’assembler les parties d’un tissu croissant sans vides ni chevauchements; elle agit comme le « germe géométrique » de ces contraintes. L’objectif du projet est de mieux comprendre l’origine mécanique des contraintes résiduelles.

À l’échelle du continuum, la géométrie différentielle rend compte de l’incompatibilité de façon élégante via la courbure riemannienne. Toutefois, la manière dont cette incompatibilité à l’échelle tissulaire émerge d’un comportement collectif cellulaire demeure obscure.

Le comportement des tissus cellulaires a été décrit avec succès par des modèles à sommets (vertex), où les cellules sont densément empaquetées et partagent arêtes et sommets. Ces modèles attribuent à chaque cellule une aire de référence A₀ et un périmètre de référence P₀, et pénalisent énergétiquement les écarts par rapport à ces valeurs. L’origine biologique ou micromécanique de A₀ et P₀ reste toutefois inconnue.

En réalité, les cellules ne partagent pas d’arêtes rigides; l’interaction par adhésion entre les cortex cellulaires adjacents est cruciale pour la mobilité et le changement de voisines, propriétés essentielles à la formation de contraintes résiduelles. Le Modèle d’Adhésion entre Cortex Apposés (ACAM), développé entre Grenoble et Cambridge, relie A₀ et P₀ à l’élasticité du cortex et aux taux de liaison/dissociation des molécules d’adhésion connectant les cortex.

Des expériences menées dans le groupe de S. Harmansa à Exeter testeront notre théorie. Nous mesurerons l’évolution spatio-temporelle de l’incompatibilité dans le disque imaginal de l’aile de Drosophila, en pratiquant des micro‑sections laser de petits fragments de ce disque et en observant leurs motifs d’ouverture, afin d’en déduire l’incompatibilité.

Le projet combinera théorie du continuum (morphoélasticité, géométrie différentielle), simulations de modèles à sommets et développement de modèles (extension de l’ACAM) pour explorer le concept d’incompatibilité aux échelles cellulaire et tissulaire. Des expériences de micro‑section mettront à l’épreuve nos prédictions.

Contexte de travail

Grenoble offre une conjonction unique d’une université renommée et de groupes de recherche de classe mondiale dans un paysage montagneux grandiose.

Le LIPhy, unité mixte CNRS - UGA, est un laboratoire hautement interdisciplinaire (mécanique, physique, mathématiques, biologie) composé de neuf équipes.

Vous serez intégré à l'équipe MC2 (Mécanique des Cellules en Milieu Complexe), supervisée par Alexander Erlich et Jocelyn Étienne dans le cadre du programme ANR GROWSIZE, financé pour trois ans.

Ce projet combinera des expériences de pointe menées par S. Harmansa et des modélisations/simulations sophistiquées sous la direction de A. Erlich et J. Étienne, avec des clusters de calcul haute performance disponibles.

Le candidat doit avoir une formation en ingénierie mécanique, physique ou mathématiques appliquées. Une expérience en programmation numérique (méthode des éléments finis/différences finies) et en programmation (Mathematica, Matlab, Python ou Julia) est requise. Des compétences en modélisation avec des logiciels comme Comsol Multiphysics sont vivement souhaitées.

Pour plus d’informations, les candidats doivent soumettre un seul fichier PDF, intitulé « ANR GROWSIZE PhD applicant [NOM] », contenant :

• un CV
• une lettre de motivation

Les candidatures doivent passer par le portail de l’emploi du CNRS. Aucune candidature par email ne sera acceptée. Les candidatures seront acceptées jusqu’à ce que le poste soit pourvu.

Ce poste relève de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST) et nécessite, conformément à la réglementation, une autorisation de votre arrivée par l’autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Des déplacements courts en France et à l’étranger sont à prévoir pour des collaborations ou conférences.