Interaction entre fluides et membranes cellulaires : Instabilités et formation de motifs // Interaction between fluids and cell membranes: Instabilities and pattern formation

Dans ce stage, nous étudierons théoriquement la mécanique des fluides d'une membrane cellulaire en interaction avec un fluide environnant.

Nous modélisons la membrane comme une couche fluide bidimensionnelle, qui s'écoule, modifie sa tension et sa forme. L'actine, le fluide, exerce des forces sur la membrane du fait de son écoulement, et modifie ainsi la forme de la membrane. D'autre part, la forme de la membrane altère l'état de l'actine par une contrainte géométrique : La vitesse de l'actine au niveau de la membrane doit correspondre à celle de la couche membranaire. Cette rétroaction produit une physique riche et complexe qui constituera le principal sujet d'investigation du stage.

L'étudiant(e) sera chargé(e) de la résolution numérique, par la méthode des éléments finis, des équations aux dérivées partielles qui décrivent l'écoulement du fluide sur une géométrie courbe, et de l'analyse et du développement des résultats. Cette résolution sera réalisée avec un code établi [1] écrit en Python. Les points forts de ce stage sont :

L'étudiant(e) acquerra des compétences précieuses, telles que la maîtrise de Python, l'apprentissage et la maîtrise de la méthode des éléments finis.

Pour plus d'informations, veuillez me contacter à michele.castellana@curie.fr.
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In this internship, we will study theoretically the fluid mechanics of a cell membrane interacting with such a surrounding fluid.

We model the membrane as a two-dimensional fluid layer, which flows, alters its tension and shape. Actin exert forces on the membrane because of its flow, and thus alters the membrane shape. On the other hand, the membrane shape alters the actin state through a geometrical constraint: The actin velocity at the membrane must match that of the membrane layer. This feedback yields a rich, complex physics which will be the main subject of investigation of the internship.

The student will be tasked with the numerical solution, with the finite-element method, of the partial differential equations which describe the fluid flow on a curved geometry, and with the analysis and development of the results. This solution will be made with a user-friendly, established code [1] written in Python. The strong points of this internship are:

The student will acquire valuable skills, such as proficiency in Python, learning and mastering of the finite-element method.

For further information, please contact me at michele.castellana@curie.fr.
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Début de la thèse : 01/10/2026
WEB : https://sites.google.com/site/michelecastellana/internship-proposals

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral*

Sorbonne Université SIS (Sciences, Ingénierie, Santé)

564 Physique en Ile de France

Nous recherchons un étudiant avec une bonne expertise en calcul analytique et numérique et une bonne intuition physique.
We are looking for a student with a good analytical and numerical background, and a good physical intuition.