Chaire Matière molle et biophysique

Présentation

La physique de la matière molle étudie les fluides complexes : polymères, molécules amphiphiles, cristaux liquides... C'est une approche nouvelle et tout à fait pertinente pour étudier les propriétés physiques de nombreux systèmes vivants : cellules, tissus, suspensions de bactéries, croissance de tumeurs cancéreuses. Les molécules en jeu sont les mêmes et les ordres de grandeur des propriétés mécaniques sont similaires. Les systèmes biologiques ont cependant deux caractéristiques importantes : les interactions spécifiques et le fait qu'ils ne sont pas à l'équilibre et qu'ils consomment de l'énergie à une échelle locale. Les systèmes vivants rentrent donc dans ce que l'on appelle « la matière active ».

L'activité de recherche de la chaire Matière molle et biophysique utilise les idées venant de la physique de la matière molle pour faire une description théorique des propriétés physiques des systèmes vivants. Le cadre général est celui de la théorie de la matière active. Les questions étudiées vont de propriétés générales de la matière active à des questions directement pertinentes pour la biologie : turbulence active, défauts d'orientation dans les monocouches de cellules, croissance de tissus cancéreux, motilité cellulaire, battement des cils, étude des paramètres qui fixent les volumes de la cellule et du noyau.

L'objectif du cours est de montrer comment la théorie de la matière molle en générale et plus spécifiquement la théorie de la matière active permettent une description quantitative des systèmes biologiques de la cellule au tissu. Après un cours consacré à la théorie hydrodynamique de la matière active, les cours de 2020 et de 2021 discutent la physique des tissus à la fois à l'échelle locale des cellules (modèles de vertex) et à l'échelle globale du tissu à laquelle on peut construire une théorie hydrodynamique active qui couple les propriétés mécaniques à la croissance du tissu.