H/F These de doctorat physique des mouvements collectifs

Description du Poste

Sujet De Thèse

Objectif : L’objectif de cette thèse est de comprendre la dynamique collective des groupes d’animaux massifs au travers de la statistique de leurs fluctuations de forme. La thèse combinera expériences de terrain, analyse de données et modélisation.

Contexte et positionnement :

Dans des systèmes aussi variés que les colonies de micro-organismes ou les bancs de poissons, nous comprenons comment l’emergence d'ordre orientationnel peut produire un mouvement collectif cohérent sans contrôle centralisé. Pourtant, lorsqu’on observe un banc de poissons, la structure immédiatement perceptible n’est pas l’orientation des individus, mais le groupe lui-même : une phase cohésive dont la forme fluctue continuellement tout en restant capable de répondre collectivement à des perturbations localisées.

Paradoxalement, la dynamique de la forme des groupes reste beaucoup moins comprise que celle des interactions entre les individus qui les composent. Des modèles numériques reproduisent certaines signatures visuelles des foules animales, mais les mécanismes gouvernant leurs fluctuations morphologiques et leur réponse aux perturbations extérieures demeurent largement inconnus.
Cette thèse propose d’aborder les bancs de poissons comme des phases actives cohésives possédant une interface fluctuante. Nous nous appuierons sur un jeu de données de terrain obtenu lors d’observations de bancs comprenant de plusieurs centaines à plusieurs millions d’individus. Plusieurs sites d’agrégation observables à dates et lieux fixes ont déjà été identifiés.

Trois axes de travail :
Axe 1-- étendre notre jeu de données au travers de nouvelles campagnes d’observation en milieu naturel.
Axe 2-- comprendre la statistique des fluctuations spontanées de forme dans les trois états collectifs principaux observés chez les poissons : swarming, milling et schooling. À partir de mesures quantitatives, nous développerons une description hydrodynamique des bancs vus comme des phases cohésives actives. Nous chercherons notamment à établir l’analogue d’une loi de Laplace reliant la géométrie locale de l’interface aux propriétés mécaniques effectives du groupe. Cette approche permettra de questionner l’universalité des comportements observés entre espèces et régimes collectifs.
Axe 3-- étudier la réponse des bancs aux attaques de prédateurs afin d’identifier les mécanismes gouvernant la propagation de l’information dans ces systèmes.

Profil recherché: Les candidats auront de solides bases en physique statistique, et en physique numérique. Une grande aisance avec l'analyse de donnée est indispensable. Un excellent niveau d'anglais est indispensable à notre travail collaboratif.

Votre Environnement de Travail

Le projet se déroulera au Laboratoire de physique de l’ENS de Lyon, sur le site Monod. Il s’inscrit dans un programme de recherche sur la dynamique collective initié il y a plus de six ans, dans lequel l’équipe occupe aujourd’hui une position de premier plan à l’échelle internationale. Au cours des vingt dernières années, Denis Bartolo a encadré vingt thèses de doctorat, qui ont toutes conduit à au moins une publication dans une revue internationale de premier plan.

Le Laboratoire de physique de l’ENS de Lyon offre un environnement scientifique stimulant, couvrant un large spectre de la physique fondamentale. La thèse portera sur la dynamique des bancs de poissons, en combinant mesures de terrain, analyse de données et modélisation. Le projet s’appuiera sur des campagnes de terrain consacrées à la collecte de données vidéo, ainsi que sur leur analyse à l’aide de serveurs de calcul de pointe, permettant notamment de mener des simulations parallèles à grande échelle.

Le doctorant ou la doctorante collaborera étroitement avec deux postdoctorants de l’équipe, qui partageront leur savoir-faire technique et leur enthousiasme pour la physique des mouvements collectifs. Enfin, l’ENS de Lyon offre un cadre de travail convivial, propice à la formation par la recherche ainsi qu’à de premières expériences d’enseignement.

Contraintes et risques

Pas de risque spécifique.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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