Thèse soutenue

Contrôle et étude de microrobots magnétiques mobiles en milieu microfluidique : nouveaux outils pour le biomédicale
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Hugo Salmon
Direction : Anne-Marie Haghiri-Gosnet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 07/10/2014
Etablissement(s) : Paris 11
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences et Technologies de l'Information, des Télécommunications et des Systèmes (Orsay, Essonne ; 2000-2015)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Photonique et de Nanostructures (Marcoussis, Essonne ; 1984-2016)
Jury : Président / Présidente : Philippe Lecoeur
Examinateurs / Examinatrices : Philippe Lecoeur, Guang-Zhong Yang, Fumihito Arai, Yong Chen, Gilgueng Hwang, Stéphane Régnier
Rapporteurs / Rapporteuses : Guang-Zhong Yang, Fumihito Arai

Résumé

FR  |  
EN

Dans le domaine du développement d'outils de micromanipulation de haute précision pour le biomédical, les microrobots mobiles immergés font figures de technologie émergente prometteuse pour des applications in-vitro, puis à plus long terme pour l'in-vivo. Mes travaux portent sur l'étude de la propulsion de microrobots par voie magnétique dans des fluides circulant dans des microcanaux, à une échelle où les phénomènes d'adhérence et d'amortissement prévalent. Leur application pour des opérations de transduction est développée dans un deuxième volet.Un dispositif d'asservissement par vision à haute fréquence d’échantillonnage (~5kHz) a été développé rendant possible le contrôle sous champ magnétique uniforme ou gradient. Les performances du système ont notamment demandé l’implémentation d'une interface multi-tâches afin de pouvoir acquérir et traiter les images en parallèle de l'actuation du robot. L'analyse de la dynamique permet de mieux appréhender les phénomènes parfois imprévisibles liés au déplacement du robot, MagPol, intégré dans une puce microfluidique. Il peut réciproquement servir de capteur dans son environnement fluidique.Ce design original de robot a été conçu pour la micromanipulation et permet également d'explorer des nouvelles stratégies de déplacement. Ces capacités ont été éprouvées sur des objets de même taille qu'en biologie cellulaire (billes, bulles).Enfin, une démonstration de l'asservissement visuel en planification de tâche a été effectuée. Sous réserve de posséder un algorithme suffisamment performant, l'échantillonnage haute fréquence en temps réel devient possible et l'observation de performances sur des trajectoires complexes est démontrée. Les performances, la portabilité et la reproductibilité du système démontrent des capacités de transduction à haut débit qui sont très prometteuses pour l'aspect applicatif.