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Microfluidique et microsystèmes fluidiques

Directeur scientifique : Victor Sanchez
Directeur du programme : Daniel Hauden
Directeur adjoint : Patrick Tabeling

 

Les progrès technologiques substantiels accomplis dans le domaine de la miniaturisation engendrent de véritables révolutions, en dehors du domaine de la microélectronique :

• en chimie analytique, il est possible d’effectuer des analyses en parallèle sur des puces et la miniaturisation permet ici de réduire le temps d’analyse, les volumes mis en jeu et les coûts,
• en biologie, les puces à ADN ont mis à profit les états de surface et la possibilité de réplication massive de structures micro fabriquées pour identifier rapidement des séquences génétiques, permettant par exemple la détection d’un virus,
• en génie des procédés, la miniaturisation rend possible le contrôle des réactions chimiques, améliore la sélectivité et le rendement des réactions : traiter par toute petite quantité des réactifs dangereux, quitte à utiliser nombre de réacteurs en parallèle, laisse envisager un progrès au plan de la maîtrise de la sécurité de ces procédés,
• en aérodynamique, des microsystèmes distribués sont testés pour modifier les caractéristiques des écoulements sur des véhicules ou des avions.

 

Ces différents exemples mettent en jeu des écoulements mono ou polyphasiques, éventuellement réactifs, ainsi que des phénomènes de transfert dans des microsystèmes, où les effets des parois, dont la nature physico-chimique peut être complexe, deviennent prépondérants du fait du rapport élevé surface/volume. Pour aborder la microfluidique, il ne suffit donc pas de miniaturiser, encore faut-il savoir comprendre, caractériser et gérer les écoulements de fluides, molécules, réactifs … impliqués dans ces systèmes. Il n’est d’ailleurs pas certain que tout doit être transporté dans un micro canal : des gouttes mises en mouvement par électromouillage, ou des nano particules solides pilotées par un champ magnétique peuvent être utilisées pour le transport d’espèces chimiques ou biologiques. Le contrôle des écoulements est aussi un challenge important pour les économies d’énergie dans des branches industrielles où la France est leader européen.

Les objectifs du programme CNRS "Microfluidique et Microsystèmes fluidiques " sont de rassembler l’ensemble des compétences des laboratoires de cinq départements scientifiques autour de la microfluidique des liquides et des gaz allant de la modélisation, des matériaux et des microtechnologies de mise en œuvre jusqu’aux microsystèmes applicatifs simples (composants) ou complexes (microsystèmes intégrés et automatisés) pour la biologie, le médical, la chimie, le génie des procédés, les transports et l’énergie.

 

Trois objectifs sont proposés :

• des recherches de base amont sur la microfluidique : modélisation et caractéristion des liquides et des gaz en contact avec des solides, des liquides ou des gaz (écoulements, interactions, etc).
• des recherches sur les matériaux pour la microfluidique et leur mise en œuvre technologique dans les composants et les microsystèmes. Les laboratoires pourront utiliser les moyens des Centrales de Technologies des premier et second cercles.
• des recherches sur les microsystèmes microfluidiques pertinents pour les domaines de la biologie (post-génomique, protéomique, biologie cellulaire, génie génétique, etc), des applications médicales (diagnostic, thérapie, etc), du génie des procédés (microréacteurs par exemple), de la chimie analytique (laboratoire sur puces, µTAS), des transports (contrôle aérodynamique) et de l’énergie (microPAC, micromachine thermique, etc). Les domaines cités sont des exemples dont la valeur ajoutée économique et sociale est très importante, mais ils ne sont pas exhautifs.

 

Archives

• Appel à projets 2004 (pdf)
• Appel à projets 2003 (pdf)