Thèse soutenue

Biomécanique de mouvements rapides chez les plantes
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Auteur / Autrice : Coraline Llorens
Direction : Médéric ArgentinaXavier Noblin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 03/12/2014
Etablissement(s) : Nice
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut non linéaire de Nice - Institut Non Linéaire de Nice Sophia-Antipolis / INLN - Laboratoire de physique de la matière condensée
Jury : Président / Présidente : Emmanuel de Langre
Examinateurs / Examinatrices : Médéric Argentina, Xavier Noblin, Emmanuel de Langre, Arezki Boudaoud, Yoël Forterre, Benoît Roman
Rapporteurs / Rapporteuses : Arezki Boudaoud, Yoël Forterre

Résumé

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Dans cette thèse, nous nous intéressons à la biomécanique de deux mouvements parmi les plus rapides du règne végétal. La première partie porte sur l’étude théorique du mouvement permettant la capture de proies par les pièges de l’utriculaire, des outres déformables de taille millimétrique refermées par une porte flexible. Un modèle dynamique, élaboré à partir d’ingrédients mécaniques, hydrodynamiques et élastiques, permet de relier la différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur du piège à la position de la porte via deux équations différentielles couplées. Le modèle permet de capturer la dynamique de fonctionnement du piège et de prédire l’intégralité des comportements observés dans la nature via l’ajout d’un bruit stochastique. La seconde partie est consacrée au mouvement d’éjection des spores par les sporanges de fougères. Notre étude à la fois expérimentale et théorique permet de révéler le caractère remarquable de l’anneau, une structure spécialisée du sporange, dont la nature poroélastique lui confère un comportement comparable à celui d’une catapulte autonome. Les différentes phases du mouvement : ouverture, déclenchement par cavitation, fermeture rapide et recharge éventuelle sont observées via imagerie ultra-rapide. La courbure de l’anneau au cours du mouvement est mesurée expérimentalement puis comparée aux prédictions théoriques pour chacune des phases du mouvement. Cette étude nous permet d’identifier les différents processus physiques à l’origine du mouvement et de déterminer les paramètres caractéristiques de l’anneau : raideur, perméabilité membranaire et pression osmotique interne, ainsi que la pression négative de cavitation.