Order, coherence, and disorder-induced waves in self-organizing micromotor networks

Au cours de cette thèse, j'ai étudié les comportements émergents de métamachines constituées de centaines de micromoteurs en interaction, ordonnés sur un réseau carré. Dans une première partie, je détaille les méthodes expérimentales permettant de concevoir et d'étudier un tel sys- tème. Je décris ensuite la dynamique individuelle d'un micromoteur. Enfin, je montre que ces métamachines sont capables d'auto-organiser leur dynamique grâce aux seules interactions locales entre moteurs, sans instruction préprogrammée ou contrôle externe. Je montre notamment, que les directions de rotation des moteurs sont capables de s'auto-organiser en un ordre antiferromagnétique lorsque les interactions transverses entre moteurs sont suffisamment fortes. Dans cet état ordonné des directions de rotation, j'analyse ensuite l'auto-organisation de la phase des moteurs. Les interactions dipolaires structurent spatialement les phases et permettent à la métamachine d'atteindre un état de cohérence élevé. Cependant, le désordre des vitesses de précession perturbe cette organisation en induisant l'apparition d'ondes métachronales dans le système.