Évaluation de l'impact de mélanges de bactéries nageuses sur la diffusion-réaction au sein d'un biofilm

Date limite: 
Samedi, Février 25, 2017
Période: 
27/03/2017 - 27/08/2017
Institut de recherche: 
Ville: 
Jouy en josas
Nom de l'unité/équipe de recherche: 
MaIAGE

Contexte :

Certaines communautés bactériennes ont la capacité de s'organiser en biofilm. Ces bactéries peuvent s'agglomérer et se fixer sur une matrice extérieure qu'elles sécrètent elles-mêmes. Elles se structurent ainsi spatialement de manière à former une configuration macroscopique très solide qui leur confère une forte résistance aux contraintes extérieures. Si la constitution de biofilm peut être recherchée dans certains domaines applicatifs (pour la protection de monuments, par exemple), ces formations bactériennes peuvent aussi entraîner des désagréments importants dans un nombre important d'applications industrielles. Elles peuvent par exemple détériorer les dispositifs de filtrage et les canalisations des infrastructures d'adduction d'eau. Améliorer la connaissance de ces biofilms pour proposer des procédures d'élimination plus efficaces, moins coûteuse et plus respectueuses de l'environnement est donc un axe de recherche important. Un des axes de recherche actuel est l'utilisation de bactéries nageuses pour améliorer la pénétration des substances antibactériennes dans les biofilms.

 

Missions :

Les deux principaux objectifs sont : 1) la simulation 3D+T de dynamiques de bactéries nageuses différant par leur comportement dynamique, leur taille, leurs interactions au sein d'un biofilm, 2) la simulation de réaction-diffusion dans un milieu hétérogène dynamique. Le premier point fait appel à des méthodes de géométrie statistique, d’analyse d’image et de simulation stochastique. Le second point fait référence à la résolution d’équation de réaction-diffusion-convection sur des domaines hétérogènes dynamiques. Ces deux points nécessitent le développement d’outils théoriques et numériques permettant la résolution et l’analyse de ces problèmes. Deux codes sont donc attendus : 1) un code permettant de simuler en 3D+T des dynamiques de bactéries, 2) une extension du code existant de réaction-diffusion permettant la prise en compte d'un milieu hétérogène dynamique. Nous sommes déjà en mesure de prendre en compte un milieu hétérogène stationnaire. Au travers de ce travail nous pourrons alors évaluer numériquement la perturbation sur la réaction-diffusion induite par différents mélanges de bactéries nageuses au sein d'un biofilm.

 

Compétences :

Master 1/2 en mathématiques appliquées, analyse numérique, calcul scientifique, modélisation mathématique ou équivalent.
Compétences : appétence pour la modélisation appliquée à la biologie, le calcul scientifique, la programmation, les méthodes numériques de résolution d'EDP.