Matière active et effets collectifs

Nageurs, Marcheurs, Surfers ...

La matière active est composée d’unités qui prélèvent (et dissipent) de l’énergie à (et dans) leur environnement pour produire du travail. On pense naturellement aux animaux qui peuvent se mouvoir librement en consommant de la nourriture. Mais on peut aussi penser à des systèmes artificiels. Nous avons mis au point un certain nombre de systèmes de ce type, tels que des gouttes nageuses, des grains marcheur, des colloïdes autopropulsés, et explorons leur dynamique collective, à la fois en phase liquide et en phase solide.

Robotique en essaims

Un essaim de robots est, de notre point de vue, un type spécifique de matière active, dont les unités ont des capacités de détection, de mémoire et de calcul. Nous explorons comment la fertilisation croisée des propriétés émergentes de la matière active et des capacités d’apprentissage des robots peut amener des essaims de robots à effectuer de nouvelles familles de tâches encore inexplorées.

Dynamique à mémoire de chemin de gouttes marcheuses

Effets collectifs dans les réseaux optomécaniques

Couplage entre matériaux actifs et passifs

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Séminaires


Gulliver Seminar Sophie Ramananarivo (LadHyX)

Lundi 3 juin 11:30-12:30 - Bibliothèque PCT - F3.04

Emergent order, from colloidal crystals to fish schools

Living systems constantly exploit active fluctuations in their processes, to boost transport or assist assembly. Self-propelled colloids, that consume energy to move hold the same potential for man-made assembly of microparticles. We show here that introducing a small amount of microswimmers in a monolayer of passive beads massively accelerates the relaxation to an ordered crystal. Activity-induced internal agitation allows to overcome kinetic barriers and activate the annealing. The use of such active dopants offers potential to control the properties of matter in space and time.

In the first part of this talk, we make use of swimmers to assist the assembly and organization of its environment. In the second part (at a much bigger scale), a surrounding fluid environment conversely mediates interaction between fish or birds, thus promoting ordering into schools and flocks. Using physical experiments that mimic the movements of fins or wings, we discover that flapping bodies not only swim or fly faster when grouped together but that the flows also spontaneously organize the group into patterns with specific spacings. These findings suggest a powerful analogy between animal groups and states of matter, in that a school might be viewed as a 'swimming crystal' of fish organized by flows.