29 mai-2 juin 2017 Peyresq (France)

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Morphogenèse: forces, formes et non linéarités

École thématique d’été du 10 au 14 juin 2013

Au programme de la XVIIeme édition :

  • Cours 1 : Instabilités et symétries, Pierre Coullet, INLN, UNS, Nice.

    1) Instabilités et Symétries    Instabilités, bifurcations et  singularités    Forme normale d'une singularité et de son déploiement    Bifurcation et brisure de symétrie    Symétries internes et symétries externes    Des exemples en physique2) Instabilités et formation de structures spatiales    Commentaires de l'article fondateur d'Alan Turing sur la "Morphogènése" (1952)    Forme normale de l'apparition de structures spatiales périodique    Analyse en une dimension d'espace    Analyse en deux dimensions d'espace    Des exemples en physique3) Description faiblement non-linéaire de l'apparition de structures spatiales et spatio-temporelles    Equations d'amplitude    Equations de phase    Artefacts de la description amplitude-phase    Sélection de la longueur d'onde de la structure spatiale    Sélection de la symétrie de la structure spatiale    Turbulence de phase4) Structures spatiales localisées    Défauts topologiques des structures spatiales    Structures localisées    Fronts dans les systèmes bi-stables    Phyllotaxie et l'article d' AlanTuring

    Cours 2 : Feuilles élastiques comprimées, torturées, Pascal Damman, Univ. Mons, Belgique.

    1) Feuilles libres - Crumpling et focalisation d'énergie dans les feuilles contraintes - Les hiérarchies de plis, des structures incompatibles avec la focalisation.2) Feuilles déposées sur un substrat (problème 1D) - Fondation liquide - transition rides-pli. - Fondation élastique - bifurcations avec doublement de période3) Propagation de fractures en interaction - Feuilles libres (fractures self-similaires) - Feuilles adhésives (courbure du substrat)

    Cours 3 : Morphogenèse et mouvement chez les plantes : une approche physique, Yoel Forterre, IUSTI, Marseille

    Les plantes offrent quelques uns des plus élégants exemples de couplage entre géométrie, mécanique et hydrodynamique que l’on peut trouver dans la nature. Dans ce cours, nous discuterons des aspects physiques de la morphogénèse et des mouvements chez les plantes, de la croissance lente aux mouvements rapides. Les concepts de base seront illustrés par des travaux de recherche récents, menés à l’interface entre physique et biologie.

    1) Notions de base (cellule et tissus, transport de l’eau, propriétés de la paroi)

    2) Croissance, morphogénèse et mécano-perception

    3) Mouvements hydrauliques 

    4) Instabilités mécaniques et mouvements rapides

    Cours 4 : Morphogenèse animale: quelques idées anciennes et plus récentes et données expérimentales actuelles, Vincent Hakim, LPS, ENS, Paris

    Les avancées spectaculaires de la biologie moléculaire et de l'imagerie nous offrent une vue de plus en plus détaillée de la dynamique des cellules et des tissus.  Comprendre précisément le développement animal demeure cependant un défi qui peut être relevé qu'en alliant une analyse théorique quantitative aux données expérimentales toujours plus nombreuses. Les notions et techniques développées pour l'analyse de la dynamique non-linéaire et de la formation de structures au sein de la matière inanimée y jouent un rôle clé. Ce cours présentera quelques idées centrales et des données expérimentales dans ce domaine en plein développement.

    1) Une introduction à la biologie des réseaux de régulation génétiques2) Expression localisée des gènes: instabilité de Turing, gradient morphogénétiques, segmentation, interaction entre cellules,...3) Dynamique des cellules et des tissus : modèles, intercalation, adhésion et contraction, mouvements cellulaires collectifs,...

    Cours 5 : Transport de sédiments et morphologie des rivières, Eric Lajeunesse, IPGP, Paris.

    L'interaction entre écoulement et transport de sédiments en rivière est à l'origine d'une grande variété de morphologies qui se développent sur une gamme d'échelles allant du centimètre (rides) à l’échelle continentale (réseau de drainage). Ce cours sera consacré à la physique du transport de sédiments en rivière et à la façon dont il contrôle la forme des rivières à l’échelle du chenal (pente et largeur d’équilibre) et du réseau de drainage.

    1) Introduction et notions de base sur les rivières,2) Transport de sédiments,3) Forme d’équilibre des rivières,4) Croissance du réseau de drainage. 

     
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