Physique des tourbillons dans les embryons. Preuves expérimentales et modèles.

Je m'intéresse au problème des tourbillons dans les embryons. Ces tourbillons ont été vus depuis longtemps, mais on peine à les modéliser. Je rassemble ici des preuves expérimentales et des simulations de ces tourbillons. Mes propres travaux vont dans les sens d'une approche hydrodynamique. En particulier, j'ai expliqué l'émergence d'un point col dans les tourbillons, séparant les mouvements en quatre domaines de chiralités opposées. La plupart des chercheurs citent la fameuse figure de Wetzel ci jointe, qui avait déjà vu les tourbillons en 1924 -pardon 1929- (Wetzel R., Uber den primitivknotten des Hühnchens, Vehr. physik.-med. Ges. Würzburg 40, H.5 1929)
En réalité, les chercheurs omettent de montrer la figure voisine de Wetzel, qui montre la dynamique des tourbillons vers l'arrière : Wetzel (chapeau) avait déjà noté qu'il y avait une recirculation, avec ce que nous appelons aujourd'hui un point col.
Les articles récents montrent en général deux tourbillons, sans construire la dynamique autour du point col. Par exemple Weijer et son équipe à Dundee montrent à plusieurs reprises une simulation en dipôle, dans un cercle statique.
Cependant, Weijer et ses collaborateurs voient bien qu'il existe un point-col, en suivant comme ici le champ de vitesse dans l'embryon. Le carré rouge entoure un point col séparant le domaine en quatre domaines de recirculations ayant des chiralités différentes (en mécanique des fluides, le vecteur tourbillon est défini par rot(V), rot(V) change de signe en passant d'un cadran à l'autre, autour du point col).
Plus récemment Newman (in Multiscale modelling of developmental systems, Grid-Free models of Multicellular Systems, and application to large-scale vortices accompanying primitive streak formation 2007) construit un champ auto-organisé, associé à la polarité cellulaire qui ne retrouve semble-t-il pas le point-col, sans doute en raison des conditions aux limites. NB: dans un modèle complètement hydrodynamique, la polarité initiale s'impose aux tourbillons, qui alignent les cellules suivant V en sorte que la polarité des cellules est partout égale à V/||V||.
J'ai proposé de traiter l'emballement de l'écoulement comme un flux hydrodynamique lancé par le croissant de Koller-Rauber. Sous forme mathématique approchée, l'écoulement aura la forme ci-jointe. Elle implique un écrasement du fluide autour d'un point col, avec formation d'une recirculation vers l'arrière qui est la cause profonde de l'allongement vers l'arrière des blastulas.
Extrait de : V. Fleury, La mathématisation complète d'un vertébré s'avère possible, Revue des questions scientifiques, 2007. Il s'agit de la forme prise par une mosaïque de cellules organisée en anneaux concentriques, une fois passée dans un écoulement tourbillonaire composé de deux dipôles face à face.
Suite de l'exposé tourbillons(galerie de tourbillons dans de jeunes embryons de poulet) Voir les tourbillons
La citation de la page : "Que l'on parle bien quand on parle dans le désert", André Gide.
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