Séance de cours

Biopolymères: Mécanique des solides et conformations de l'ADN

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Dans cours

BIO-244: Physics of the cell

Living organisms evolve in a physical world: their cells respond to mechanics, electricity and light. In this course, we will describe the behavior and function of cells using physical principles. ...

Description

Cette séance de cours couvre la mécanique solide des déformations du faisceau, y compris l'étirement, la flexion et la torsion, ainsi que la modélisation des biopolymères tels que l'ADN. Il discute des conformations de l'ADN, de la rigidité des polymères et de différents modèles de conformation des polymères. L'instructeur explique le modèle idéal de chaîne librement articulée et le modèle de chaîne en forme de ver, en soulignant les forces de flexion et thermiques subies par les polymères.

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Enseignant·e

Alexandre Louis André Persat

Expertise MicrobiologyTissue EngineeringInfectious diseasesBiomechanicsMechanobiologyBiophysicsFluid dynamics Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Jann Lukas Ledergerber, Dea Mariette Müller, Marin Paul Geoffroy Marie Ollagnon, Han-Yi Huang, Alice Pellegrino, Shiro Otaki, Chia-Ni Tsai, Po-Long Hsiao A dirigé les thèses EPFL de Lorenzo Anton-Louis Talà, Xavier Pierrat, Tamara Rossy, Alice Cont, Jeremy Wong, Sourabh Monnappa Kuppanda Jafri, Tania Distler A co-dirigé les thèses EPFL de Gabriele Gambar

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Polymère

vignette|Fibres de polyester observées au Microscopie électronique à balayage. vignette|La fabrication d'une éolienne fait intervenir le moulage de composites résines/renforts. Les polymères (étymologie : du grec polus, plusieurs, et meros, partie) constituent une classe de matériaux. D'un point de vue chimique, un polymère est une substance composée de macromolécules et issue de molécules de faible masse moléculaire. Un polymère est caractérisé par le degré de polymérisation.

Physique des polymères

La physique des polymères s'intéresse aux propriétés des matériaux formés de longues molécules, assemblages en chaînes de dizaines de molécules élémentaires : les polymères. Ces molécules peuvent être observées à l'état solide, liquide, en solution, à l'état colloïdal ou confinées à une interface. Leurs propriétés physiques très particulières ont conduit au développement d'outils théoriques spécifiques et à l'apparition de cette nouvelle branche de la physique aux applications nombreuses.

Mécanique des solides déformables

La est la branche de la mécanique des milieux continus qui étudie le comportement mécanique des matériaux solides, en particulier leurs mouvements et leurs déformations sous l'action de forces, de changements de température, de changements de phase ou d'autres actions externes ou internes. Une application typique de la mécanique des solides déformables consiste à déterminer à partir d'un certaine géométrie solide d'origine et des chargements qui lui sont appliqués, si le corps répond à certaines exigences de résistance et de rigidité.

Acide désoxyribonucléique

vignette|Structure de la double hélice d'ADN. vignette|Structure chimique de l'ADN illustrant les quatre configurations des paires AT et GC entre les deux armatures de la double hélice, constituées d'une alternance de phosphate et de désoxyribose. L'acide désoxyribonucléique, ou ADN, est une macromolécule biologique présente dans presque toutes les cellules ainsi que chez de nombreux virus. L'ADN contient toute l'information génétique, appelée génome, permettant le développement, le fonctionnement et la reproduction des êtres vivants.

Déformation d'un matériau

La déformation des matériaux est une science qui caractérise la manière dont réagit un matériau donné quand il est soumis à des sollicitations mécaniques. Cette notion est primordiale dans la conception (aptitude de la pièce à réaliser sa fonction), la fabrication (mise en forme de la pièce), et le dimensionnement mécanique (calcul de la marge de sécurité d'un dispositif pour éviter une rupture). La capacité d'une pièce à se déformer et à résister aux efforts dépend de trois paramètres : la forme de la pièce ; la nature du matériau ; des processus de fabrication : traitement thermique , traitement de surface, etc.

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Moments et faisceaux: Fondamentaux de l'analyse structurelle

Présente les principes fondamentaux des moments et des poutres dans l'analyse structurelle.

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Couvre l'échelle, la modélisation mathématique, la notation tensor et les exercices Python dans les cahiers Jupyter.

Élasticité en mécanique : Rods, boucle et transfert de chaleur

Couvre les barres continuelles, l'élasticité, les tiges, le transfert de chaleur et l'analyse structurale.

Principes de la mécanique des solides : Eigenstrains

Couvre les déformations propres, les déformations dans un corps non causées par le stress, et leur signification en mécanique.

Analyse non linéaire des structures : Fidélités des modèles et plasticité

Introduit des fidelités de modèles, des charnières en plastique et une plasticité concentrée dans l'analyse structurale non linéaire.

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