logo-cnrs.jpglogo.jpg

Séminaire DYSCO

Programme du prochain exposé

Lundi 10 Février 2014, Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (Liphy) salle 216 à 14h (pause café à 13h30):

S. Balibar (Directeur de Recherches au CNRS, Membre de l'Académie des Sciences, Laboratoire de Physique Statistique de l'ENS ).
Titre : Quantum crystals: how the supersolid fever led to the discovery of a giant plasticity
Adresse : 140 rue de la Physique - Saint Martin d'Hères.

Résumé : Sometimes one looks for something and one finds something else.  The 2004 experiments by Kim and Chan triggered an intense activity on a paradoxical question: could solid helium-4 be elastic and superfluid at the same time? 9 years later, we have discovered that helium-4 crystals present a giant plasticity in the zero temperature limit if all their impurities are suppressed.   Ultrapure helium crystals do not resist to an applied shear stress in one particular direction, like a pile of paper sheets that can glide over each other when submitted to a horizontal shear.  This phenomenon is a spectacular example of  ”plasticity” because it is a consequence of the motion of crystalline defects called dislocations. It is “giant” because these dislocations  move without friction like little violin strings. It disappears if traces of impurities bind to dislocations or if the temperature increases above 0.2 Kelvin and introduces disorder. Plasticity is of great importance in Materials Science. In solid helium where quantum fluctuations are large, it has unprecedented properties: it occurs with a very large amplitude even under the application of extremely small stresses (nanobars), and it is reversible.  In classical crystals, rather large stresses are necessary to produce small irreversible strains. Measurements of the damping of the dislocation motion also allowed us to measure the dislocation density and  their typical length so that we could rule out  the few existing models of supersolidity  in solid helium 4. Finally we have understood how our results explain the original experiments by Kim and Chan without invoking supersolidity.  affiche: balibar_affiche.pdf

Exposés passés

* Vendredi 7 décembre, Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (Liphy) salle 216 à 11h (pause café à 10h30): J.F. Brady (Divisions of Chemistry & Chemical Engineering and Engineering and Applied Science, CalTech).
Titre : Chemical Swimming

Adresse : 140 rue de la Physique - Saint Martin d'Hères.

Résumé : The design of nanoengines that can convert stored chemical energy into motion is an important challenge of nanotechnology, especially for engines that can operate autonomously. Recent experiments have demonstrated that it is possible to power the motion of nanoscale and microscale objects by using surface catalytic reactions – so- called catalytic nanomotors. The precise mechanism(s) responsible for this motion is(are) still debated, although a number of ideas have been put forth. Here, a very simple mechanism is discussed: A surface chemical reaction creates local concentration gradients of the reactant (the fuel) and product species. As these species diffuse in an attempt to re-establish equilibrium, they entrain the motor causing it to move. This process can be viewed either as osmotic propulsion or as self-diffusiophoresis – or more figuratively as ‘chemical swimming.’ The concentration distributions are governed by the ratio of the surface reaction velocity to the diffusion velocity of the reactants and/or products. For slow reactions the reaction velocity determines the self-propulsion. When surface reaction dominates over diffusion the motor velocity cannot exceed the diffusive speed of the reactants. The implications of these features for different reactant concentrations and motor sizes are discussed and the predictions are compared with Brownian dynamics simulations. We also show that chemically active particles can attract or repel each other through long-range ‘Coulomb-like’ interactions. And suspensions of active particles can exhibit Debye-like screening and phase behaviors analogous to those of a one-component plasma.  Cliquer pour télécharger l'affiche

* Lundi 19 novembre, Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (Liphy) salle 216 à 14h : Christiane Caroli (Institut des NanoSciences de Paris, UPMC).
Titre : Le mode ultra-rapide de cristallisation des liquides vitrifiables : Un effet surprenant des contraintes mécaniques ? Adresse : 140 rue de la Physique - Saint Martin d'Hères.

Résumé : La cinétique de cristallisation des liquides vitrifiables ralentit énormément à l’approche de la transition vitreuse, du fait de la croissance de leur viscosité. Cependant, un phénomène surprenant a été observé et étudié récemment sur une dizaine de matériaux du type « verres fragiles » : au-dessous d’une température seuil voisine de Tg, la vitesse de croissance du cristal augmente soudain violemment (jusqu’à 4 ordres de grandeur). Je proposerai un modèle qui explique cette transition dynamique comme résultant de la compétition entre (i) la génération, due à la contraction de volume, de contraintes de cisaillement qui accélèrent la cinétique interfaciale et (ii) leur relaxation dans la matrice amorphe viscoélastique. Le modèle prédit que le mode ultra-rapide ne peut apparaître que dans des verres de haute fragilité qui cristallisent sous forme de sphérulites.

  • Vendredi 14 septembre, Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK)

salle 1 à 14h : Graeme Milton (U. Utah, Salt Lake City).
Titre : Metamaterials: high contrast composites with unusual properties. Adresse : 51 rue des Mathématiques - Saint Martin d'Hères.

Résumé : Composite materials can have properties unlike any found in nature, and in this case they are known as metamaterials. Recent attention has been focussed on obtaining metamaterials which have an interesting dynamic behavior. Their effective mass density can be anisotropic, negative, or even complex. Even the eigenvectors of the effective mass density tensor can vary with frequency. Within the framework of linear elasticity, internal masses can cause the effective elasticity tensor to be frequency dependent, yet not contribute at all to the effective mass density at any frequency. One may use coordinate transformations of the elastodynamic equations to get novel unexpected behavior. A classical propagating wave can have a strange behavior in the new abstract coordinate system. However the problem becomes to find metamaterials which realize the behavior in the new coordinate system. This can be solved at a discrete level, by replacing the original elastic material with a network of masses and springs and then applying transformations to this network. The realization of the transformed network requires a new type of spring, which we call a torque spring. The forces at the end of the torque spring are equal and opposite but not aligned with the line joining the spring ends. We show how torque springs can theoretically be realized.

  • Jeudi 21 juin , Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (LIPHY)

salle 216 à 14h : Cécile Cottin-Bizonne (LPMCN - CNRS et Université de Lyon 1).
Titre : Manipulation de colloïdes par forces osmotiques : les effets d'une pincée de sel. Adresse : 140 rue de la Physique - Saint Martin d'Hères.

Résumé : A l'équilibre les petites particules telles que les colloïdes et les macromolécules subissent la diffusion brownienne et explorent l'espace de manière diffusive. Il est néanmoins possible d'influencer leur mouvement par l'application d'un gradient de variables thermodynamiques. Nous nous intéressons ici à l'aide d'outils microfluidiques, à un phénomène appelé la diffusiophorèse où le mouvement d'une particule est induit par un gradient de concentration en soluté (un gradient salin par exemple). Il s'agit d'un mécanisme de transport interfacial résultant d'une pression osmotique non équilibrée dans une fine couche diffuse à la surface de la particule. Des expériences récentes ont montré que la diffusiophorèse est un moyen particulièrement efficace pour manipuler des colloïdes, former des structures ou des motifs ou bien encore engendrer l'autopropulsion de particules. Ce dernier aspect est notamment intéressant pour l'étude des propriétés collectives de particules actives.

  • Jeudi 8 mars , Maison Jean Kuntzmann

Amphithéatre, 1er étage à 14H : Mathias FINK (Institut Langevin, ESPCI).
Titre : Ondes, Complexité et Renversement du Temps. Du nouveau sur la super-résolution en milieu complexe Adresse : Maison Jean Kuntzmann, 110 rue de la Chimie - Saint Martin d'Hères

  • Lundi 3 octobre , Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (LIPHY)

salle 216 à 14h : Vincent Fleury (Laboratoire Matière et Systèmes Complexes, Paris Diderot). Titre : Physique de l’embryogenèse et évolution : les transitions céphalochordés/crâniates, anamniotes/amniotes, poissons/tétrapodes, quadrupèdes/bipèdes, s’expliquent-elles par la progression à un degré de liberté d’un écoulement générique ?. Resp. Ph. Marmottant

Adresse : 140 rue de la Physique - Saint Martin d'Hères.
REMARQUE : Séminaire proposé conjointement avec l'IXXI Rhones-Alpes.

Résumé : La formation des embryons de vertébrés est un phénomène physico-chimique qui transforme rapidement une sphère (ou un disque) en un animal reconnaissable. Le passage d’une sphère à un animal requiert d’amples mouvements. Lorsqu’on suit précisément les mouvements des jeunes embryons (2 jours du poulet) on s’aperçoit que leur topologie globale est très simple. Il s’agit d’une brisure de symétrie hyperbolique, qui est passée physiquement de la petite vers la grande échelle par un écoulement visco-élastique à bas Reynolds. L’établissement de cet enroulement prend environ une demi-heure. Bien que des détails profonds restent à élucider, l’écriture de la loi de conservation div(V)=0 suffit déjà à comprendre certaines tendances générales de ces animaux, y compris l’ordre dans lequel ces animaux évoluent (céphalochordés⇒ crâniates, anamniotes⇒ amniotes), voire même l’apparition de la bipédie. Les céphalochordés sont des animaux « primitifs », sans tête ni cœur. Les anamniotes (poissons, grenouilles) ont une tête et un cœur, les amniotes (oiseaux, reptiles, mammifères) ont une tête, un cœur, et de surcroît ils se développent dans un sac. L’ordre d’apparition de ces animaux peut sembler le fruit du hasard, et l’impression d’un sens de l’évolution une dangereuse illusion rétrospective. Cependant, une observation fine de l’écoulement des tissus au stade où l’animal est quasiment plat, et le champ de vitesse quasi 2D, indique que les différents traits en question (tête, cœur, pattes, chorion), apparaissent dynamiquement, dans le sens du mouvement des tissus, en sorte que la flèche de l’évolution serait, physiquement, le sens de l’écoulement. Dans ce cas, l’évolution consisterait à explorer stochastiquement une dynamique morphogénétique fléchée (par un quadrupôle). La mesure des déplacements et des contraintes se révèle donc primordiale pour comprendre ce phénomène en détail. La mesure des déplacements est plus facile que celle des contraintes, in vivo. Je présenterai, outre des films de morphogenèse embryonnaire démontrant l'existence de tourbillons et d'un point col hyperbolique, des mesures de contraintes effectuées avec un tonomètre à jet d’air qui confirment le caractère visco-élastique des embryons de vertébrés tétrapodes, et l’existence de gradients de pression dans les jeunes embryons, congruents avec les mouvements morphogénétiques observés. Il existerait donc un sens physique des mouvements embryonnaires, non trivial (hyperbolique), qui expliquerait le sens apparent de l’évolution : les plans d’organisation des animaux sont les attracteurs d’un système dynamique, et, en renforçant le mouvement dans le sens générique, l’évolution « va chercher » dynamiquement, toujours plus loin, les nouveaux traits des animaux associés aux grandes bifurcations observées.

  • Mardi 27 septembre , Institut des Sciences de la Terre (IsTerre)

Salle de conférences, 1er étage à 16H : Etienne Guyon (Lab. Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes, ESPCI–Paris  6). Titre : La courbure des tiges et des feuilles. Resp. Eric Larose

Adresse : Maison des géosciences - Saint Martin d'Hères.

Résumé : En partant d'un travail pédagogique que j'ai coordonné autour de l'enseignement interdisciplinaire au Collège (EIST) je m'attacherai à décrire comment des notions de base de mécanique des solides (ignorées dans le cycle secondaire) permettent de décrire et de comprendre de nombreux exemples rencontrés en sciences de la nature et de la vie ainsi qu'en technologie autour du thème “la matière et les matériaux; de quoi est fait le monde” (Belin 2010)

  • Mardi 14 juin, Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (LIPHY) salle 216 à 14h : Alain ARNEODO (Ecole Normale Supérieure de Lyon). Titre : Nucleosome positioning by excluding genomic energy barriers. Resp. C. Misbah

Résumé : Chromatin is composed of regularly spaced nucleosomes in which about 146 base pairs of genomic DNA is wrapped around a complex of histone proteins. Whether or not a defined genomic region is occupied by a nucleosome is essential for the binding of this region to regulatory proteins. From the statistical analysis of recent nucleosome positioning in vivo data in yeast, we demonstrate that long-range correlations (LRC) in the genomic sequence strongly influence the organization of nucleosomes. We present a physical explanation of how LRC may significantly condition the overall formation and positioning of nucleosomes including the nucleosome-free regions observed at gene promoters. These results are corroborated by recent experimental AFM imaging of nucleosome positioning by excluding genomic energy barriers. We conclude by discussing the implications of such « positioning via excluding » mechanism on the structure and function of yeast genes.

  • Jeudi 28 avril, Institut des Sciences de la Terre, salle de conférence 1er étage à 11h00 : Farhang Radjai (U. Montpellier 2 et CNRS). Titre : Ecoulements Granulaires: modélisation numérique et analyse physique.
  • Jeudi 24 février, LJK, Salle 1 à 11h00 : Stéphane VINCENT (ENSCPB Bordeaux). Titre : Méthodes de domaines fictifs et de lagrangien augmenté pour la simulation d'écoulements diphasiques instationnaires. Transparents : dysco_sv.pdf

Résumé : Les méthodes de domaines fictifs sont devenues un contexte intéressant de modélisation d'écoulements diphasiques et de problèmes mettant en jeu des fluides et des solides de formes complexes. Notre exposé va présenter différents modèles et méthodes numériques développées pour la simulation d'écoulements résolus à surface libre et particulaires à petite échelles (diamètre des gouttes ou des particules plus petits que la dimension des mailles). L'exposé sera structuré en trois points : domaines fictifs et détection des phases avec la présentation de méthodes de suivi d'interface originales (VOF-SM, ray-casting curviligne, …), méthodes de pénalisation pour l'interaction fluide-solide et méthodes de lagrangien augmenté pour les écoulements dans des milieux hétérogènes. De nombreux cas de validation seront mis en avant afin de critiquer les méthodes.

  • Mardi 2 novembre, LEGI, 11h00 : Alessandra S. LANOTTE (CNR ISAC Istituto di Scienze dell'Atmosfera e del Clima, Lecce). Titre : Small scale properties of inertial particles in turbulent flows. Resp. A. Wirth

Résumé : I will review some recent advancements about the dynamical and statistical properties of dilute suspensions of inertial particles, dispersed in turbulent flows. These are small, but finite size impurities, with a density contrast with respect to the carrier fluid. Hence, inertial particles do not simply follow fluid streamlines, and in the simplest approximation they react to flow fluctuations via a Stokes viscous drag. Examples of heavy inertial particles - with density much larger than the fluid-, are liquid water droplets in air clouds, or some dust and chemicals dispersed in the atmosphere. Most of the results presented are obtained from Direct Numerical Simulations of incompressible, homogeneous and isotropic 3D turbulence, seeded with heavy particles. Properties of such particles will be contrasted with those of tracers, i.e. point-like particles with negligible mass transported by the fluid. In particular, I will discuss two effects related to inertia that might enhance collisions: correlation among particle positions induced by the carrier flow, and uncorrelation between velocities due to their large inertia.

  • Lundi 4 octobre, LSP, Salle 216 à 14h00 : Hamid KELLAY (Bordeaux). Titre : Trois exemples d'écoulements autour d'un obstacle : des grains, du savon et des polymères. Resp. C. Misbah affiche1.pdf

Résumé : Lors de cette conférence, je présenterai quelques expériences où l'écoulement d'un fluide autour d'un cylindre sera le point commun. En effet, je présenterai d'abord ce cas classique pour les fluides. Ensuite je traiterai du problème dans le cas de fluides complexes et de gaz granulaires. Je montrerai que ce type d'écoulement, malgré sa longue histoire, peut nous révéler des propriétés intéressantes que ça soit pour les solutions de polymères en écoulement, à haut et à bas Reynolds, ou pour des milieux granulaires. Je parlerai des écoulements à deux dimensions utilisant des films de savon, des écoulements de solutions de polymères dans des canaux minces et des écoulements granulaires dans des cellules de type Hele-Shaw. L'interaction avec le cylindre sera étudiée en détail dans les trois cas. J'espère, à travers cette présentation convaincre que l'écoulement autour d'un obstacle dans un canal n'est pas banal.

Origine et thématiques

Le séminaire « dynamique des systèmes complexes » est un lieu d'échange de la Structure Fédérative de Recherche DYSCO (évolution du PPF éponyme) et se focalise sur des problèmes d’actualités en fluides complexes, biophysique, systèmes nonlinéaires, mécanique et géomatériaux. Le dénominateur commun a été la problématique des rhéologies complexes dans les fluides et les solides, thème omniprésent dans différentes disciplines : physique, mécanique, géophysique, et mathématiques. Une part importante a été consacrée également au biomimétisme de la dynamique cellulaire, en se focalisant sur des problèmes simplifiés mais contrôlés, telles les vésicules de phospholipides, et en augmentant leur degré de complexité de manière progressive afin de mimer le comportement viscoélastique des cellules réelles.

Laboratoires partenaires

legi.jpg lgit.jpg logo-lgge.jpg

Le séminaire est organisé de manière tournante sur les différents sites des laboratoires partenaires du site Grenoblois :

 
start.txt · Dernière modification: 2014/01/24 15:27 par rafai
 
Sauf mention contraire, le contenu de ce wiki est placé sous la licence suivante:CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Unported
Recent changes RSS feed Donate Powered by PHP Valid XHTML 1.0 Valid CSS Driven by DokuWiki