Contrôle Optimal de La Compétition Au Sein de
Il y a 2 mois
**Contrôle optimal de la compétition au sein de communautés microbiennes // Optimal control of competition within microbial communities**:
- Réf **ABG-122863**
**ADUM-56461**
- Sujet de Thèse- 14/04/2024- Université Côte d'Azur- Lieu de travail- Sophia Antipolis Cedex - France- Intitulé du sujet- Contrôle optimal de la compétition au sein de communautés microbiennes // Optimal control of competition within microbial communities- Mots clés- Controle, ecosystèmes, controle optimal, systèmes dynamiques
- control, ecosystems, optimal control, dynamical systems**Description du sujet**:
- Les microalgues, algues microscopiques capables de photosynthèse, jouent un rôle crucial dans la capture d'au moins 50% du CO2 produit par les activités humaines. Ces microorganismes forment des écosystèmes dynamiques qui coopèrent, se renouvellent et s'adaptent. Selon les principes de l'évolution darwinienne, il est postulé que ces populations ont affiné leurs capacités d'adaptation pour prospérer dans leurs environnements respectifs. Ainsi, les organismes les mieux adaptés tendent à persister dans le temps, tandis que ceux moins capables de gérer efficacement leurs ressources sont voués à une disparition progressive. Par conséquent, explorer les dynamiques de ces microorganismes et leurs interactions, notamment la compétition pour des ressources limitées, revient à investiguer un problème d'optimisation de leur capacité de survie et d'adaptation (fitness).
- L'objectif de cette thèse est d'analyser les dynamiques de compétition entre populations microbiennes confrontées à des ressources limitées et affectées par des facteurs environnementaux fluctuants. Nous prévoyons d'améliorer et d'élargir les modèles mathématiques existants, formulés à travers des équations différentielles ordinaires (EDOs) pour modéliser la dynamique des populations en compétition. Un aspect central de cette recherche sera l'étude des systèmes chemostats multi-espèces.- Ces questions sont formulées dans le cadre de problématiques de contrôle optimal diversifiées, englobant plusieurs espèces. Nous nous concentrerons sur les problèmes de contrôle optimal visant à mieux comprendre la compétition et d'autres interactions entre espèces microbiennes, évoluant dans un milieu contenant différents substrats et sous l'influence de variations de température et de lumière. L'analyse portera sur les modèles dynamiques pour examiner leur convergence, les états d'équilibre et les comportements asymptotiques, évaluer la contrôlabilité des systèmes, déterminer des cibles spécifiques dans les problèmes d'optimisation, et explorer théoriquement la faisabilité de les atteindre. Les problèmes de contrôle optimal sélectionnés viseront à maximiser des indicateurs clés tels que la productivité des cultures. Nous chercherons à caractériser les stratégies optimales en appliquant par exemple le principe de Pontryagin pour établir les conditions nécessaires des contrôles optimaux et en résolvant numériquement les problèmes de contrôle optimal identifiés.
Microalgae are photosynthetic microscopic organisms. They play a crucial role in capturing at least 50% of the CO2 produced by human activities. These micro-organisms are the basis of dynamic ecosystems that cooperate, renew themselves and adapt. According to the principles of Darwinian evolution, it is postulated that these populations have refined their adaptive capacities in order to thrive in their respective environments. As a result, the best-adapted organisms tend to persist over time, while those less able to manage their resources effectively are doomed to gradual extinction. Consequently, exploring the dynamics of these microorganisms and their interactions, particularly competition for limited resources, amounts to investigating a problem of optimising their capacity to survive and adapt (fitness).
- The aim of this thesis is to analyse the dynamics of competition between microbial populations faced with limited resources and affected by fluctuating environmental factors. We plan to improve and extend existing mathematical models, formulated using ordinary differential equations (ODEs) to model the dynamics of competing populations. A central aspect of this research will be the study of multi-species chemostat systems.- This duality in the objectives, and this particular structure of the optimal control problem, as well as the dedicated methodology to tackle this problem, is the cornerstone of this thesis project.Début de la thèse : 01/10/2024**Nature du financement**:
**Précisions sur le financement**:
- Contrat doctoral EDSTIC-UCA ou EUR-DS4H**Présentation établissement et labo d'accueil**:
- Université Côte d'Azur**Etablissement délivrant le doctorat**:
- Université Côte d'Azur**Ecole doctorale**:
- 84 STIC - Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication22/04/2024
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