Comment la nage de micro-organismes modifie la viscosité d’un liquide ?

16 juin 2010


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La présence de particules en suspension dans un liquide en augmente la viscosité, c’est-à-dire la résistance de ce liquide à l’écoulement. Ce résultat est bien connu depuis les travaux d’Einstein, depuis près de cent ans. Que se passe-t-il si les particules en suspension sont des micro-organismes, susceptibles de se déplacer, tels des bactéries, des microalgues ou des spermatozoïdes ? Des résultats récents avaient permis d’observer une diminution de viscosité associée à la présence de micronageurs « à propulsion ». Des physiciens français du laboratoire de spectrométrie physique de Grenoble (UMR 5588 – CNRS / Univ. Grenoble 1) viennent d’observer l’effet inverse avec des micronageurs « à traction » dont l’effet mesuré a été d’augmenter la viscosité. Ce résultat permet d’envisager de simplifier considérablement la mesure de la motilité de cellules, en les ramenant à des mesures macroscopiques de viscosité alors qu’actuellement il est nécessaire de suivre le mouvement des cellules au microscope. Ces résultats ont été publiés dans la revue Physical Review Letters.

Pour effectuer ces travaux, les chercheurs ont étudié une suspension de Chlamydomonas Reinhardtii, des microalgues d’une taille d’environ 10 micromètres. Le résultat est sans appel : lorsque les cellules sont vivantes, la viscosité peut être jusqu’à deux fois plus importante que lorsqu’elles sont mortes. Les observations ont suggéré une interprétation à ce phénomène : alors que lors de l’écoulement, des cellules mortes sont mises en rotation, les cellules vivantes cherchent à conserver leur orientation, s’opposant ainsi à l’écoulement. Les physiciens envisagent maintenant de nouvelles expériences permettant de confirmer cette interprétation et de comprendre comment les cellules maintiennent leur orientation.