F PhD thesis: Modelling the Mechanical Interactions between Plant Root Growth and the Soil

Published
WorkplaceGrenoble, Rhône-Alpes, France
Category
Position
Centre National de la Recherche Scientifique

H/F offre de thèse: Modélisation des interactions mécaniques entre la croissance des racines des plantes et le sol

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
  • Français - - Anglais
    Date Limite Candidature : lundi 17 juin 2024

Assurez-vous que votre profil candidat soit correctement renseigné avant de postuler

Informations générales

Intitulé de l’offre : H/F offre de thèse: Modélisation des interactions mécaniques entre la croissance des racines des plantes et le sol
Référence : UMR5588-ALEERL-003
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : ST MARTIN D HERES
Date de publication : lundi 27 mai 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération brute est de 2135 ¤ / mois.
Section(s) CN : Ingénierie des matériaux et des structures, mécanique des solides, biomécanique, acoustique

Description du sujet de thèse

Ce projet de thèse se concentre sur le développement d’un modèle informatique multi-échelle pour comprendre la croissance des racines des plantes en interaction avec le sol. Il mélange la morphoélasticité (réponse des racines aux stimuli mécaniques [4]) et l’élastoplasticité (comportement inélastique du sol). L’objectif est de relier un modèle de l’environnement de la racine, capturant la croissance détaillée de la racine et l’interaction racine-sol, à un modèle 3D de la racine entière capturant son comportement à grande échelle (flexion, torsion) [4]. Le modèle multi-échelle qui en résulte est utilisé pour intégrer les réactions de la racine à la gravité et au toucher. Le doctorant développera un modèle au LIPhy (voir par exemple [2], [3]) et travaillera avec l’équipe expérimentale du 3SR, dont les expériences (voir par exemple [1]) seront utilisées pour valider les prédictions du modèle. L’étude de l’interaction entre une racine en croissance et un sol élastoplastique, où la racine génère des contraintes et le sol les relâche, constitue une nouvelle perspective à la frontière entre la mécanique et la biophysique, dans laquelle des mécanismes de déformation concurrents s’efforcent d’atteindre un équilibre mutuel. Cette nouvelle compréhension pourrait conduire au développement de capteurs autopropulsés bio-inspirés se déplaçant dans le sol pour des applications agricoles ou de génie civil, ainsi qu’au renforcement des sols par les racines pour les stabiliser contre l’érosion ou pour la construction.

Pour plus d’informations, ?url=https%3A%2F%2Fwww.aerlich.de%2Fphd-offer&module=jobs&id=45899" target="_blank" rel="nofollow">?url=https%3A%2F%2Fwww.aerlich.de%2Fphd-offer&module=jobs&id=45899" target="_blank" rel="nofollow">https://www.aerlich.de/phd-offer .

Références [1] Floriana Anselmucci, Edward Andò, Gioacchino Viggiani, Nicolas Lenoir, Chloé Arson, and Luc Sibille. "Imaging local soil kinematics during the first days of maize root growth in sand". In: Scientific reports 11.1 (2021), p. 22262. doi: 10.1038/s41598-021-01056-1.
[2] Finn Box, Alexander Erlich, Jian H Guan, and Chris Thorogood. "Gigantic floating leaves occupy a large surface area at an economical material cost". In: Science Advances 8.6 (2022), eabg3790. doi: 10.1126/sciadv.abg3790.
[3] Alexander Erlich and Pierre Recho. "Mechanical feedback in regulating the size of growing multicellular spheroids". In: Journal of the Mechanics and Physics of Solids (2023), p. 105342. doi: 10.1016/j.jmps.2023.105342.
[4] Amir Porat, Arman Tekinalp, Yashraj Bhosale, Mattia Gazzola, and Yasmine Meroz. "On the mechanical origins of waving, coiling and skewing in Arabidopsis thaliana roots". In: Proceedings of the National Academy of Sciences 121.11 (2024), e2312761121. doi: 10.1073/pnas. 2312761121.

Contexte de travail

Grenoble est la conjonction unique d’une université bien établie avec des groupes de recherche de classe mondiale, au sein d’un paysage montagneux grandiose.

Le LIPhy est une unité mixte CNRS - UGA. C’est un laboratoire hautement interdisciplinaire (mécanique des solides/fluides, physique statistique, optique, mathématiques appliquées, biologie) composé de neuf équipes.
Vous serez intégré à l’équipe MC2 (Mécanique des Cellules en Milieu Complexe), et vous serez supervisée par Alexander Erlich et Pierre Recho dans le cadre du programme PRIME 80 du CNRS, financé pour trois ans.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l’autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Des déplacements de courte durée en France et à l’étranger sont à prévoir, à l’occasion de collaborations et/ou conférences.

Informations complémentaires

Ce projet combinera des expériences à la pointe menées par C. Viggiani et L. Sibille et des modélisations/simulations sophistiquées sous la direction de A. Erlich et P. Recho, dans le but de comprendre la mécanique fondamentale au c½ur des interactions racines-sol. Des clusters de calcul à haute performance sont disponibles.
Le candidat ou la candidate doit avoir une formation en ingénierie mécanique, en physique ou en mathématiques appliquées. Le candidat ou la candidate idéal a de l’expérience dans la programmation des solutions numériques aux équations aux dérivées partielles via la méthode des éléments finis/différences finies et des compétences en programmation dans Mathematica, Matlab, Python ou Julia. En outre, des compétences de modélisation dans un framework d’éléments finis tel que Comsol Multiphysics sont vivement souhaitées.

Si vous souhaitez avoir plus d’informations, vous pouvez nous contacter via l’adresse alexander.erlichuniv-grenoble-alpes.fr.

Pour postuler, il faudra nous transmettre un CV et une lettre de motivation.
Si vous le souhaitez, vous pouvez également nous transmettre en complément :
  • un exemples d’écrits universitaires, un chapitre de mémoire ou un projet d’article
  • les noms et coordonnées de personnes que nous pourrions contacter comme références
    Veuillez noter que les candidatures doivent passer par le portail de l’emploi du CNRS.
    Aucune candidature ne sera acceptée par courrier électronique.

Les candidatures seront acceptées jusqu’à ce que le poste soit pourvu.
In your application, please refer to myScience.fr and reference JobID 45899.