Outils d’aide à la conception pour les laboratoires sur puce

Computer-aided design tools for labs on a chip

• Auteur / Autrice : Alexi Bonament
• Direction : Christophe Lallement
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
• Date : Soutenance le 23/04/2021
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : François Pêcheux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Michel Sallese, Louis Renaud, Morgan Madec
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Pêcheux, Abdelhamid Errachid El Salhi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microfluidique

Procédures d'analyse par micropuces

Laboratoires sur puces

Mots clés libres

Laboratoire sur puce

Simulation

Modélisation

Biocapteur

Microfluidique

Conception assistée par ordinateur

Lab-on-chip

Simulation

Modeling

Biosensor

Microfluidics

Computer-aided design

Résumé

Depuis les années 2000 la demande en outils d’analyses biologiques et chimiques, fiables et portatifs a augmenté dans plusieurs domaines (santé, environnement, agroalimentaire, …). Pour répondre à cette demande, des outils d’analyses miniaturisés, appelés « laboratoires sur puces » se sont développés en particulier sur le plan technique au cours de la dernière décennie. Cependant, les développements industriels à grande échelle des laboratoires sur puces restent encore à découvrir et à être exploités. Cette thèse essaie de donner une réponse au développement industriel des laboratoires sur puce. Notre postulat de base est un mimétique du développement de la microélectronique. En effet, celui-ci a été fulgurant ces 50 dernières années grâce à la séparation des compétences de technologie de fabrication et de celles de modélisation. Cette séparation a permis la libre création d’industries spécialisées soit dans la fabrication, soit dans la modélisation sans interdépendance l’une avec l’autre. Le but de cette thèse a été de développer différents outils de simulation pour les laboratoires sur puces compatibles avec un environnement de simulation électronique. Nous avons pu développer différentes approches à des niveaux d’abstractions différents afin de permettre une plus grande liberté de réponse à la simulation d’un laboratoire sur puce.

Since the 2000s, the demand for reliable and portable biological and chemical analysis tools has increased in several areas (health, environment, agrifood, etc.). To meet this demand, miniaturized analysis tools, written "lab-on-a-chip" have been developed, in particular on a technical level, over the past decade. However, large-scale industrial developments in lab-on-chips have yet to be discovered and exploited. This thesis tries to give an answer to the industrial development of labs-on-chip. Our basic postulate is a mimetic of the development of microelectronics. Indeed, it has been dazzling over the past 50 years thanks to the separation of the skills of manufacturing technology and those of modeling. This separation allowed the free creation of industries specializing in either manufacturing or modeling without interdependence with each other. The aim of this thesis was to develop different simulation tools for labs on chips compatible with an electronic simulation environment. We have been able to develop different approaches at different levels of abstractions in order to allow greater freedom of response to the simulation of a laboratory on a chip.