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Cette proposition de thèse s’inscrit dans la suite de travaux menés sur le biocolmatage par des levures Saccharomyces cerevisiae dans des puces microfluidiques depuis 6 ans. Nous avons développé une plateforme microfluidique dédiée à l’étude du biocolmatage par des levures, incluant notamment un débitmètre sur puce permettant de mesurer des débits inférieurs à 10 nL/min . Cela permet un contrôle fin des conditions d’écoulement et du confinement au sein de bouchons de levures. Dans ce cadre, l’impact de la pression fluide sur la perméabilité de bouchons de levures non proliférantes a été mesuré et modélisé, ainsi que des couplages entre poromécanique et confinement (grâce à la friction aux parois) [4] tout en proposant un cadre théorique. Plus récemment, des expériences sur des bouchons proliférants ont permis de cartographier la prolifération au sein du bouchon et de montrer un fort biologique. Ces couplages entre les variations de pression appliquée et la réponse résultats mettent en évidence une boucle de rétroaction entre croissance, diminution de débit, apparition d’un gradient de nutriments et hétérogénéité de la prolifération cellulaire, et ont conduit à l’élaboration d’un premier modèle continu de bouchon perfusé en croissance. Les travaux de Morgan Delarue au LAAS-CNRS ont par ailleurs mesuré l’impact de la compression mécanique sur la prolifération des levures, impliquant un potentiel couplage entre compression des cellules et gradient de prolifération. La thèse proposée s’inscrit dans cette dynamique en visant à mesurer de manière quantitative les gradients de nutriments et de contraintes dans ces milieux poreux déformables réactifs et à relier ces gradients à la prolifération locale et à la croissance globale.

Cette thèse participera d’une collaboration pluridisciplinaire existante avec Morgan Delarue, biophysicien au LAAS-CNRS, et s’inscrira pleinement dans la Fédération FERMaT. Les travaux s’appuieront sur les développements expérimentaux déjà effectués, sur la plateforme de microscopie du laboratoire (salle Oryx, BioPorousLab) mais aussi sur les outils de microfabrication pour le prototypage de puces microfluidiques. Le LAAS-CNRS, via sa plateforme de microfabrication (puces de haute qualité) et un  environnement favorable en termes de microbiologie sera un apport fort au projet. Des interactions avec le TBI sont également envisagées, notamment pour le titrage des espèces consommées par les levures. Le ou la doctorante bénéficiera d’un encadrement pluridisciplinaire (mécanique des milieux poreux, microfluidique, microbiologie) au sein d’un écosystème collectif dynamique (FERMaT, LAAS, TBI).

Contacts :  Olivier Liot (IMFT)  – Morgan Delarue (LAAS)