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Offre de thèse à Toulouse (H/F). Projet ERC. Modélisation de biofilms bactériens en milieux poreux.

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

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Informations générales

Référence : UMR5502-YOHDAV-003
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : jeudi 21 février 2019
Nom du responsable scientifique : Yohan Davit
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Modélisation de populations bactériennes et de biofilms dans des milieux poreux

L'objectif de la thèse est de développer un modèle et code haute performance pour la simulation de la croissance de communautés bactériennes dans des structures poreuses, incluant le couplage entre la mécanique du biofilm, l'écoulement au sein de la structure solide et les mécanismes de transport (nutriments, signaux moléculaires). Ce code utilisera PELICANS/CALIF3S (code développé à l'IRSN) pour la partie résolution d'équations aux dérivées partielles. PELICANS sera couplé à un modèle de croissance à l'échelle cellulaire, en utilisant une approche de type "individu centré". Ce travail se situe donc à l'interface entre l'analyse biophysique permettant de développer le modèle complet, les aspects maths applis liés à la résolution du problème et l'écriture du code, le tout dans un contexte HPC. Il se déroulera en collaboration avec des collègues de l'IRSN sur la partie maths applis et code, notamment Jean-Claude Latché.

Contexte de travail

Ce travail de thèse fait partie d'un projet européen (BEBOP, 2019-2014) financé par l'ERC. Le but de BEBOP est de déterminer si on peut utiliser les bactéries pour contrôler les propriétés de structures poreuses (par exemple la porosité ou la perméabilité). Ceci permettrait de développer une nouvelle génération de biotechnologies, tels que des matériaux de constructions auto-réparant ou des bioréacteurs autonettoyant. L'obstacle scientifique principal pour le développement d'une telle technologie est l'absence de compréhension des mécanismes biophysiques associés au développement de populations bactériennes dans des structures poreuses complexes. Ainsi, le premier objectif de BEBOP est de mieux comprendre comment l'écoulement, les phénomènes de transport et les communautés bactériennes (biofilms) interagissent au sein de structures connectées et hétérogènes. Pour répondre à ces questions, on combinera microfluidique et impression 3D de micro-bioréacteurs poreux ; imagerie par fluorescence et rayons X ; simulations numériques haut-performance qui associent CFD, modélisation cellulaire et approches de type réseaux de pores. Le second objectif de BEBOP est de créer les premiers éléments d'une théorie du contrôle des bactéries en milieux poreux et de construire un bioréacteur de démonstration.

Le laboratoire de recherche à Toulouse est l'Institut de Mécanique des Fluides (Allee Camille Soula, 31400 Toulouse, France), qui est associé à la fois au CNRS et à l'Université de Toulouse. C'est un des plus grands laboratoire de mécanique des fluides en France, avec environ 65 chercheurs, 35 techniciens et ingénieurs, 80 thésards et 20 postdoctorants. Les domaines de recherche couvrent un gamme assez large en mécanique des fluides (biomécanique, turbulence, écoulements multiphasiques etc...). L'IMFT est considéré comme un des meilleurs laboratoires dans son domaine en France.

Informations complémentaires

- Lab: Allee Camille Soula, 31400 Toulouse, France.

- Plus d'infos @ IMFT, http://yohan-davit.com

- Ne pas hésiter à me contacter pour des questions.

- La date de début est flexible.

- Exemple de papier récent avec approche similaire : Cell morphology drives spatial patterning in microbial communities. WPJ Smith, Y Davit, J Osborne, W Kim, KR Foster and J Pitt-Francis. PNAS (2017).

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