Responsable de l’équipe de Génie Chimique à l’Iowa State University of Science and Technology aux Etats-Unis, Rodney Fox est un expert internationalement reconnu en dynamique des fluides polyphasiques et en mathématiques appliquées. Depuis 2016, Rodney Fox est lauréat de la chaire d’excellence BIREM portée par la fédération FERMaT.

 

Pourriez-vous nous présenter la chaire d’attractivité BIREM ?

Cette chaire d’attractivité BIREM pour Biological, Reactive, Multiphase Flows, a débuté en janvier 2016 et durera 4 ans. Il s’agit d’un programme de recherche transdisciplinaire qui comporte plusieurs aspects.

Tout d’abord, le projet porte sur l’étude des interactions biologiques dans un bioréacteur. La communauté des chercheurs a établi, depuis de nombreuses années, des simulations pour des bioréacteurs, en étudiant le transfert d’oxygène entre les cellules par exemple. Mais ces études se limitent à une échelle de quelques litres, soit un bioréacteur de laboratoire. Mais que se passe-t-il pour des plus volumes plus importants correspondant une application industrielle? En effet, la croissance des cellules et leur capacité à produire des composés est beaucoup plus compliquée lorsque l’environnement est moins bien maîtrisé. Les cellules sont très sensibles et si le moindre paramètre varie (température, oxygénation par exemple) et modifie leur environnement, les cellules peuvent arrêter leur croissance ou produire d’autres éléments. Jérôme Morchain a justement une expertise dans ce domaine. BIREM a donc pour objectif de réaliser des simulations et d’apporter de nouvelles méthodes de calcul sur ce domaine lié à la biotechnologie.

En lien avec le LGC, le projet BIREM porte également sur des études multiphasiques. Dans certains procédés biologiques, il faut prendre en compte la présence de biofilms. Un biofilm est une couche de cellules qui se forme sur un support solide et sur lequel on fait couler un liquide avec des nutriments. Mais les biofilms ont tendance à se détacher du support et donc à perdre de leur activité. Ici, les études portent sur la mécanique des fluides : regarder quelles forces mises en jeu provoquent le détachement des cellules sur le support. Un autre aspect du projet BIREM porte sur les écoulements gaz/solide et plus particulièrement les lits fluidisés qui sont largement utilisés dans l’industrie.

Qu’est-ce qui vous a motivé à postuler à cette chaire ?

Cette chaire est intéressante car elle propose justement de mobiliser des outils et méthodes mathématiques dans des domaines, souvent très complexes, où ils sont rarement appliqués. J’ai rencontré Olivier Simonin (IMFT) en 1994 et nous travaillions sur des sujets assez proches. Puis je suis venu à Toulouse plusieurs fois et j’ai rencontré les équipes de chercheurs toulousaines et nous avons petit à petit établi de nombreuses collaborations sur des travaux de recherche. Cette chaire est pour moi très intéressante et une opportunité rare. Plus personnellement, la partie liée à l’application en biologie m’intéresse beaucoup car c’est un domaine où nos méthodes de calcul sont très peu utilisées, alors cette chaire est une réellement opportunité !

Comment s’articule cette chaire ?

Durant 4 ans nous intensifions fortement nos collaborations grâce au recrutement de deux doctorants, (une thèse portée par le LISBP et l’IMT et une autre portée par le LGC et l’IMT) ainsi que le recrutement de deux post-doctorants qui viennent consolider ces recherches. Au niveau de l’encadrement, nous sommes une dizaine de chercheurs et professeurs et participons ainsi à la construction d’un vrai projet de recherche trans-laboratoires toulousains. Dès la construction du projet, nous avons souhaité faire collaborer plusieurs des équipes des laboratoires de la fédération FERMaT, des chercheurs de différents domaines mais qui s’intéressent à une problématique commune.

Pour finir, avez-vous une anecdote ou une success story un peu originale à nous raconter ?

Effectivement, en 2005 nous avions réalisé une étude un peu par hasard qui a abouti sur une publication et aujourd’hui c’est l’article le plus cité me concernant ! C’est une surprise totale car nous avions soumis cet article sans réellement penser qu’il aurait un fort succès mais aujourd’hui cet article est cité en référence de ma carrière et finalement, cette étude est le point de départ de beaucoup d’autres projets de recherche…