Viscosité d’une suspension de bactéries : des efforts individuels aux efforts collectifs

¹ Laboratoire FAST, Université Paris-Sud, CNRS UMR 7608, 91405 Orsay
² Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris-Sud, CNRS UMR 8502, 91405 Orsay
³ Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes (ESPCI, Université P. et M. Curie, Université Paris Diderot, CNRS UMR 7636), 10 rue Vauquelin, 75005 Paris

^* auradou@fast.u-psud.fr
^** carine.douarche@u-psud.fr
^*** eric.clement@upmc.fr

Résumé

En 1906, Albert Einstein [1] a montré que l’ajout de particules sphériques solides dans un fluide augmente sa viscosité. En est-il encore ainsi quand les particules sont « actives » (c’est-à-dire motiles) ? Des expériences récentes avec des suspensions de bactéries Escherichia coli, qui sont de type « pousseur », démontrent un effet opposé : aux faibles taux de cisaillement, la viscosité macroscopique du liquide chute jusqu’à devenir nulle.

Ce phénomène vient essentiellement du fait que la puissance motrice des bactéries contribue à la puissance mécanique fournie au fluide pour assurer son écoulement, cette contribution ayant une valeur nette non nulle en raison de l’organisation de la nage des bactéries soit individuellement, soit collectivement.