INITIATION A LA MICROFLUIDIQUE DIGITALE

Abstract

La microfluidique est une technique jeune en plein essor permettant l’étude des écoulements des fluides à l’échelle micrométrique. Elle s’adresse à la manipulation de petits volumes de fluides dans des canaux de la dimension de l’ordre de quelques dizaines de microns appelés communément laboratoire sur puce. Une branche de cette discipline est la microfluidique digitale. Ce domaine de recherche tourne autour de la création et contrôle des microgouttelettes dédiées à diverses applications dans différents domaines mais plus précisément dans le domaine biologique. Où, les gouttes sont considérées comme des microréacteurs sur lesquelles un certain nombre d'opérations peuvent être conduites (analyse génomique, diagnostique, vectorisation...). Donc, La microfluidique à gouttes, dite aussi microfluidique digitale, connait actuellement un intérêt considérable tant d'un point de vue académique qu'industriel. Dans ce projet, le but est de piloter-activer ces gouttes dans une plateforme microfluidique. Nous verrons qu'il est possible de tirer profit de la miniaturisation pour générer des opérations élémentaires (génération, brisure, fusion, de gouttes) en utilisant les propriétés mécaniques des matériaux utilisés. Pour cela, nous nous sommes intéressés à la conception de plateforme microfluidique digitale basé sur une architecture à jonction T. Où, une conception basée sur la méthode des éléments finis sous Ansys fluent travers une étude paramétrique a permis de contrôler l’activation de microgouttes lorsque les gouttelettes s'écoulent à travers un canal et se divisent au niveau des jonctions en T. Cette étude a permis de comprendre l’activation des gouttes et développer des modèles prédictifs de l'influence des paramètres du système sur une plateforme à microfluidique digitale. Ce type de prédiction peut être utilisé pour encapsuler des médicaments et de libérer dans des zones cibles prochainement.