Doctorant en physique de la matière active (h/f)

Lorsqu'on veut décrire la réponse mécanique d'un solide à l'équilibre, on peut s'appuyer sur trois principes : la conservation de l'énergie, la symétrie du tenseur de réponse et l'invariance Galliléene. On sait depuis peu que lorsque le solide est constitué de particules qui apportent de l'énergie au système en tournant sur elle-mêmes, aucun de ces principes n'est vérifié. La réponse mécanique du système est alors fortement anormale, avec un solide qui peut se dilater lorsqu'on le met en rotation, ou qui se cisaille quand on le compresse. Le cas où le solide est constitué de particules auto-propulsées a été moins étudié. On sait qu'il existe des modes d'actuation collective spontanée, mais on n'a aucune idée de la réponse d'un tel solide à une stimulation mécanique.

L'objet de cette thèse est de sonder la réponse mécanique d'une suspension dense de particules colloïdales auto-propulsées. Ce système est développé depuis plusieurs années dans l'équipe d'accueil. Il s'agira, au cours de cette thèse, de mettre au point une expérience de microrhéologie magnétique, dont un prototype est déjà disponible. L'application d'un champs magnétique sur une bille magnétique plongée dans l'échantillon exercera des contraintes connues, et l'observation par microscopie optique des déplacements des particules actives donnera accès au tenseur de réponse dynamique. On pourra ainsi caractériser la réponse anormale du système dans le domaine élastique et le domaine élasto-plastique, en fonction de la sollicitation, mais aussi de l'activité ou de la densité du système.

Ce projet nécessite une bonne formation en physique de la matière molle, en physique statistique ou en mécanique, un goût pour les défis expérimentaux, ainsi que la volonté d'apprendre l'analyse d'images et de données.

Cette thèse est totalement financée par l'ANR et s'inscrit dans une collaboration avec des numériciens au Japon (séjours possibles).


Contexte de travail

L’institut Lumière Matière (iLM) est une unité de recherche CNRS-Université Lyon 1 localisée sur le campus Lyon Tech La Doua (accessible en transports en communs depuis le centre-ville). Avec plus de 300 collaborateurs dont une centaine de doctorants et post-doctorants, l’iLM est un acteur majeur de la recherche en physique et chimie sur la région Auvergne Rhône Alpes, reconnu internationalement pour l’excellence de sa recherche.

Le continuum entre la recherche fondamentale, la réponse aux grands défis sociétaux et l’innovation est au cœur de la démarche de cette unité. L’ensemble du personnel s’engage pour promouvoir l’excellence et une recherche éthique et responsable.

Ses scientifiques explorent six grands champs thématiques :
- Matériaux, énergie, photonique
- Matière molle
- Nanosciences
- Optique et dynamique ultrarapide
- Théorie et modélisation
- Vivant, santé, environnement.

L'équipe Liquides et Interfaces comprend plus de 20 chercheurs, enseignants-chercheurs et ingénieurs permanents et environ le même nombre de doctorants ou postdoctorants. Ses scientifiques s'intéressent à la physique de la matière molle et complexe, des liquides aux granulaires en passant par la matière active. En particulier l'équipe a des compétences reconnues en matière de développement expérimentaux de pointe qui permettent de faire le lien entre des observations microscopiques et des comportements macroscopiques.

Bien que focalisé sur son sujet de thèse, le doctorant ou la doctorante sera en contact avec toutes les thématiques de l'équipe et plus largement du laboratoire, constituant un environnement scientifique riche. De plus, cette thèse s'inscrit dans un projet plus large qui se déroule en collaboration avec des collaborateurs à Paris, mais aussi à Osaka et Tokyo au Japon. Ces échanges sont financés par le CNRS et permettront au doctorant ou à la doctorante d'effectuer un séjour de recherche au Japon.

La date de début est négociable entre le 1er Septembre 2025 et le 1er décembre 2025