Plantes, algues, cellules et biomasse

Philippe Marmottant, Catherine Quilliet, Benjamin Dollet, Pierre Thibault, Olivier Stephan

La physique des plantes est une discipline jeune, qui explore les propriétés surprenantes des plantes : mouvements rapides par exemple lors de la cavitation de la sève sous pression négative, changement de formes lors d'un changement d'humidité, communication par contact entre cellules végétales. Cette thématique se prolonge également avec la production de biomasse par les algues dans l’optique de contribuer significativement à la décarbonation par la captation de CO₂, et aussi avec la production de biomatériaux cellulaires dans l’optique d’obtenir une peau ou un pancréas artificiel.

• Séchage de feuilles biomimétiques
• Microfluidique dans des canaux en microfibrilles de cellulose
• Communication de cellules en contact mécanique : enroulement d'un tube pollinique autour d'une papille du pistil  [Collaboration avec Karin John (équipe MC2) et Isabelle Fobis  (RDP, Lyon)]
• Biomasse par la production d'algues
• Bio-matériaux : peau artificielle, pancréas artificiel

Séchage de feuilles biomimétiques

Les arbres sont soumis à un risque de mortalité en condition de sécheresse par embolie, c’est-à-dire par nucléation et croissance de bulles d’air envahissant leur réseau de sève. Cependant, les mécanismes physiques de cette invasion restent mal connus ; le but de ce projet est de les élucider, en s’appuyant sur des expériences physiques biomimétiques. Ainsi, nous produisons des feuilles artificielles avec des canaux microfluidiques reproduisant un réseau de nervures, nous mesurons la dynamique de croissance de bulles dans ces réseaux, et nous cherchons à expliquer cette dynamique par la modélisation théorique. Ce projet s’appuie sur des collaborations avec des spécialistes de l’embolie des arbres à l’INRAe Clermont, et des physiciens de l’Institut de Physique de Nice.

Ludovic KEISER (post-doc 2021 -), Benjamin DOLLET, Philippe MARMOTTANT

Collaborations : Xavier NOBLIN, Céline COHEN (Institut de Physique de Nice, Université Côte d’Azur) ; Hervé COCHARD, Eric BADEL, José Torres-Ruiz (PIAF, INRAe Clermont)
Financement : ANR PhySap

Microfluidique dans des canaux en microfibrilles de cellulose

Lors de la dernière décennie, le papier est devenu un matériau utilisable pour fabriquer des dispositifs microfluidiques pour des applications physiques et biologiques. Cependant, ces applications sont limitées par le manque d’étanchéité des canaux, à cause des fuites de liquide par imbibition dans les interstices entre les fibres.

Dans ce projet, nous cherchons à développer une nouvelle classe de dispositifs microfluidiques avec des canaux directement embossés dans un matériau translucide « pur cellulose », constitué de nano- ou micro-fibrilles de cellulose. Le but est notamment de caractériser les flux d’eau à travers un tel matériau, pour évaluer l’étanchéité des canaux.

Raj KUMAR (post-doc 2020-), Philippe MARMOTTANT, Benjamin DOLLET, Pierre THIBAULT