Ce mouvement permet d'expliquer pourquoi une goutte d’encre diffuse plus vite dans un verre d’eau chaude que dans un verre d’eau froide. Si nous pouvons le décrire par des équations grâce à Einstein depuis plus d’un siècle pourquoi encore travailler dessus ?

Au cours des deux dernières décennies une révolution scientifique a eu lieu avec l’avènement de la microfluidique, grâce à laquelle on est maintenant capable de créer des réseaux complexes de tuyaux plus fins qu’un cheveu ! La microfluidique permet de réaliser des tris de particules, comme des gouttes, des cellules ou encore des bulles mais également de distribuer des médicaments dans des cellules et observer leur effet sur des milliers d’entre elles. Pour en revenir au mouvement Brownien, on a donc observé qu’une fois confinée, une particule se déplace beaucoup moins vite : les lois découvertes par Einstein doivent être modifiées pour tenir compte du confinement.

En effet, il est connu que les fluides adhèrent aux parois. En jargon technique, nous appelons ceci la condition de non-glissement. On convient alors qu’il est plus difficile de déplacer un fluide proche d’une paroi. Pour illustrer cet effet, prenons par exemple le lancer d'un frisbee ; quand celui-ci est très proche du sol il tombe beaucoup plus lentement : en effet il est d'autant plus difficile de chasser l'air entre le frisbee et le sol que la distance entre eux est faible. Dans le cas du mouvement Brownien confiné, c'est la même chose : le fluide entourant les particules devient d’autant plus difficile à déplacer que le confinement est important. Ainsi elles se déplacent de moins en moins, comme si la viscosité était plus importante.

Mon travail de thèse est précisément d’étudier expérimentalement le mouvement de petites billes micrométriques qui se déplacent aléatoirement près d’une paroi. Pour ce faire j’utilise ce que l’on appelle l'holographie de Mie : j’envoie un laser sur les particules et grâce à l’interaction entre le laser et la petite portion de lumière déviée par les billes j'obtiens des figures d'interférences comme sur l’image. Cette méthode permet alors de reconstruire la trajectoire d'une particule au nanomètre près. Dans le futur nous pensons utiliser cette technique afin de sonder l’environnement de la particule. Ceci permettrait l’étude approfondie de la motilité d'entités microbiologiques, comme les cellules souches par exemple dont on ne comprend toujours pas les mécanismes de différenciation, où les tumeurs cancéreuses et leurs propriétés de migration anormales.