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Prof. Martine Ben Amar,


Adresse:
Laboratoire de Physique Statistique,
Ecole Normale Supérieure,
24 rue Lhomond,
75231 Paris Cedex 05, France


Mail:
benamar@lps.ens.fr




  Modélisation des tumeurs de la peau


Les cancers de la peau constituent la forme la plus communément observée de lésions cancéreuse. Parmi ceux-ci, les mélanomes sont responsables de la vaste majorité des décès liés à des cancers de la peau. Néanmoins, lorsque le dépistage de ces lésions est effectué de manière suffisamment précoce, le pronostic vital des patients est excellent. Dans cette optique, il est crucial de comprendre les premières étapes du développement des mélanomes, lorsque ceux-ci sont confinés dans l'épiderme, afin d'améliorer ce diagnostic. Nous avons développé au sein du groupe différents modèles permettant de décrire la phase de croissance radiale des mélanomes. Le développement d'une zone d'hyperactivité cellulaire à la périphérie de ce type de tumeur rend le système instable et induit par la suite l'émergence de structures plus complexes.

  Biomécanique et morphogénèse animale.


Le développement de la mécanique des milieux continus, et plus particulièrement de l'élasticité non linéaire a permis de mettre en place des modèles sophistiqués décrivant les déformations et la croissance des tissus vivants. En utilisant ces outils, nous avons développés au sein du groupe une activité de recherche portant sur la description des milieux hautement hétérogènes que constituent les tissus animaux. Deux thèmes ont d'ors et déjà été explorés:
  • La morphogénèse de l'embryon de C.Elegans: nous avons montré que l'activité des moteurs moléculaires permet de rendre compte de l'élongation de l'embryon (initialement ovoïdal) durant son développement.
  • La description du comportement mécanique des tendons et ligaments: nous avons développé une théorie permettant de décrire la nature complexe (hystérétique) de la déformation des tendons.
Les modèles proposés pourront servir de base à des études plus approfondies portant sur des systèmes différents, ainsi qu'à des applications dans les domaines de la médecine et de la bioingénierie.

  Morphogénèse végétale.


Contrairement aux tissus animaux qui possèdent plusieurs processus de dissipation de l'énergie, les tissus végétaux présentent un comportement élastique dans une large gamme de conditions expérimentales. Afin de modéliser de manière détaillée la formation de structures communément observée dans les plantes, les feuilles ou les pétales, nous avons développé un modèle de couche mince décrivant les fortes déformations des milieux élastique minces en croissance. Le résultat principal de cet étude est l'induction par la croissance de courbures (de Gauss et moyenne) préférentielles. Néanmoins, la réalisation de surfaces physiques possédant ces courbures étant en général impossible, la couche mince se déforme élastiquement. Nous avons appliqué ce modèle à différentes situations comme la croissance d'une algue marine ou d'un brin d'herbe.

  Instabilités dans les gels gonflants.


Les tissus vivants, animaux ou végétaux, présentent un si grand nombre de propriétés qu'il est parfois difficile de les cultiver de manière expérimentalement bien contrôlée. A partir de cette observation, il a été proposé d'utiliser des hydrogels comme substituts des tissus vivants en raison de leur propriété mécaniques semblables. La capacité de ces hydrogels à gonfler en fait également un excellent sujet pour l'étude des mécanismes de croissance. Ce travail à permis de dégager les différences fondamentales existant entre le gonflage de gels et la croissance, mais également d'élucider la formation d'un type de structures singulières, les cusps, observées à la surface de gels gonflants.

  Singularités en élasticité


Les milieux élastiques minces possèdent un mode de stockage de l'énergie spécifique, à savoir la capacité à condenser l'énergie le long de ligne ou de points. L'étude de ces structures hautement singulières appelées plis fait appel à des techniques mathématiques raffinées. Dans le prolongement des travaux entamés par Ben Amar & Pomeau, le groupe s'est concentré sur le lien entre la croissance et l'émergence de ces structures.

  Membranes biologiques.


  Instabilités dans les films minces de cristaux liquides.


Des expériences récentes menées en collaboration avec le groupe d'Anne-Marie Cazabat ont démontré que les films nématique minces, sur substrat liquide, présentent un motif périodique de bandes de grandes longueurs d'onde, jusqu'à une épaisseur de 20nm. La formation de ces bandes peut être attribuée à la présence de condition aux limites antagoniste entre l'ancrage et la surface du gel. Bien qu'ayant été étudié de manière intensive ces vingts dernières années, les théories existantes ne permettent pas d'expliquer ces nouvelles observations. Afin de rendre compte de ces résultats expérimentaux, nous étudions au sein du groupe l'émergence de ces structures sur la base de modèles continus des cristaux liquides.

  Instabilité de Faraday.


 

 

  --   mise à jour: 24.03.2016