Numerical methods for the resolution of surface PDE. Application to embryogenegis

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Spécialité : Mathématiques Appliquées

14/03/2016 - 14:00 Mr Mahamar Dicko (Université Grenoble Alpes) Salle 1 - Tour IRMA

Mots clé :
  • mixed finite elements
  • curvature computation
  • embryogenegis
Nous développons une nouvelle approche éléments finis pour des équations aux dérivées partielles elliptiques de type élasticité linéaire ou Stokes sur une surface fermée de R3. La surface considérée est décrite par le zéro d'une fonction de niveau assez régulière. Le problème se ramène à la minimisation d'une fonctionnelle énergie pour le champ de vitesse sous contraintes. Les contraintes sont de deux types : (i) la vitesse est tangentielle à la surface, (ii) la surface est inextensible. Cette deuxième contrainte équivaut à l'incompressibilité surfacique du champ de vitesse. Nous abordons ce problème de deux façons : la pénalisation et l'introduction de deux multiplicateurs de Lagrange. Cette dernière méthode a l'avantage de traiter le cas de la limite incompressible d'un écoulement en surface dont nous présentons pour la première fois l'analyse théorique et numérique. Nous montrons des estimations d'erreurs sur la solution discrète et les tests numériques confirment l'optimalité des ces estimations. Pour cela, nous proposons plusieurs approches pour le calcul numérique de la normale et la courbure de la surface. L'implémentation utilise la librairie libre d'éléments finis Rheolef. Nous présentons aussi des résultats de simulations numériques pour une application en biologie : la morphogenèse de l'embryon de la drosophile, durant laquelle des déformations tangentielles d'une monocouche de cellules avec une faible variation d'aire. Ce phénomène est connu sous le nom de l'extension de la bande germinale.

Directeurs:

  • Mr Pierre Saramito (Chargé de recherche - CNRS )
  • Mr Jocelyn Etienne (Chargé de recherche - CNRS )

Raporteurs:

  • Mr Sébastien Martin (Professeur - Université Paris Descartes )
  • Mr Franck Pigeonneau (Ingénieur de recherche - Saint-Gobain recherches )

Examinateurs:

  • Mr François Graner (Directeur de recherche - CNRS )
  • Mr Stéphane Labbé (Professeur - Université Grenoble Alpes )