Proposition de stage : Caractérisation expérimentale des propriétés élastiques de tissus cartilagineux : Application à la biomécanique du broyage des proies chez les holocéphales

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Type de stage

Stage de Master (1ere ou 2eme année) ou d’école d’ingénieur

Date ou durée du stage

3 à 6 mois

Contexte

L’étude des propriétés mécaniques des tissus et des structures anatomiques de différents espèces est importante pour comprendre l’adaptation des animaux à leur environnement. C’est le cas en particulier du groupe des holocéphales – des poissons cartilagineux qui vivent dans les grandes profondeurs. Les holocéphales présentent des adaptations spécifiques (forme de la mandibule, fusion de la mâchoire supérieure avec le crâne, organisation des dents et autres tissus minéralisés, etc.) leur permettant de s’alimenter de proies dures malgré un squelette relativement peu rigide, fait de cartilage minéralisé. Cette mécanique d’alimentation est encore mal comprise, en particulier parce que les propriétés mécaniques des tissus sont mal connues.

Objectif et missions

Le ou la stagiaire aura pour principale mission de concevoir et réaliser des essais mécaniques pour mesurer les propriétés élastiques en compression et en tension des matériaux constituant le crâne et la mâchoire des poissons cartilagineux. Des échantillons de cartilage minéralisé seront découpés et testés selon un protocole qui sera conçu par l’étudiant-e. Le ou la stagiaire aura à sa disposition une machine universelle de test mécanique (MTS Critérion), des moyens de découpe et d’imagerie. Les propriétés élastiques mesurées alimenteront un modèle numérique (éléments finis) et seront analysées en regard du degré de minéralisation et de la structure tissulaire du cartilage. Les simulations numériques seront à terme confrontées aux résultats expérimentaux.

Profil

Nous recherchons un(e) étudiant(e) en Master ou école d’ingénieur intéressé-e par la mécanique des structure biologiques et l’expérimentation. Il ou elle aura de préférence une formation en mécanique.

Rémunération

Gratifications de stage

Contact

Les candidats sont invités à contacter Quentin GRIMAL (quentin.grimal[at]sorbonne-universite.fr) en incluant une lettre de motivation et un CV. L’équipe d’encadrement sera en outre constituée Alan PRADEL (MNHM, CR2P) et Anthony HERREL (MNHM, MECADEV).

Ce stage s’inscrit dans le cadre du projet MACHER, collaboration entre le Museum National d’Histoire Naturelle (MNHN) et le Laboratoire d’Imagerie Biomédicale (LIB) [1]. L’objectif du projet est d’étudier les adaptations au broyage des proies des holocéphales et de les placer dans un contexte global d’évolution de la biodiversité. Les groupe des holocéphales a une histoire évolutive très distincte qui en fait un bon modèle pour comprendre l’évolution sur une longue période de temps de la stratégie d’alimentation et les adaptations du système crânien au régime alimentaire. Ces recherches permettent de mieux comprendre les mécanismes qui mènent à la diversité du vivant et alimentent la réflexion sur les stratégies de préservation.

1. Mechanical Adaptation to Crushing in the Holocephalan Evolutionary Lineage (MACHER), projet financé par l’ANR 2022-2025