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HAL Id: tel-00455369 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00455369v2 Submitted on 12 Apr 2010 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. LEVITATION DIAMAGNETIQUE SUR MICRO-AIMANTS : APPLICATIONS A LA MICROFLUIDIQUE DIGITALE ET A LA BIOLOGIE. Paul Kauffmann To cite this version: Paul Kauffmann. LEVITATION DIAMAGNETIQUE SUR MICRO-AIMANTS : APPLICATIONS A LA MICROFLUIDIQUE DIGITALE ET A LA BIOLOGIE.. Sciences de l’ingénieur [physics]. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2009. Français. tel-00455369v2 INSTITUT POLYTECHNIQUE DE GRENOBLE N° attribué par la bibliothèque |__|__|__|__|__|__|__|__|__|__| T H E S E pour obtenir le grade de DOCTEUR DE L’Institut polytechnique de Grenoble Spécialité : « Génie Electrique » préparée au sein du laboratoire de Génie Electrique et d’Electrotechnique de Grenoble dans le cadre de l’Ecole Doctorale : « Electronique, Electrotechnique, Automatique, Télécommunication, Signal » présentée et soutenue publiquement par Paul Kauffmann le 7 décembre 2009 LEVITATION DIAMAGNETIQUE SUR MICRO-AIMANTS : APPLICATIONS A LA MICROFLUIDIQUE DIGITALE ET A LA BIOLOGIE DIRECTEUR DE THESE : Gilbert Reyne CO-ENCADRANT : Vincent Haguet JURY M. Bruno LEPIOUFLE , Président M. Patrick TABELING , Rapporteur M. François BURET , Rapporteur M. Gilbert REYNE , Directeur de thèse M. Vincent HAGUET , Co-encadrant M. Franz BRUCKERT , Examinateur Mme. Nora DEMPSEY , Invitée Mme Pascale PHAM , Invitée « …Plus la science avance, plus le mystère s’épaissit. » J. Kauffmann A ma famille que j’aime tendrement… Remerciements i Remerciements Il m’est impossible de débuter ce manuscrit sans remercier auparavant tout ceux qui ont participé de près comme de loin au déroulement de cette thèse. Nombreuses sont les personnes à avoir été entraînées dans cette aventure « de gouttes volantes et de cellules flottantes ». Maintes fois la disponibilité de chacun m’a profondément touché. Si cette thèse s’est bien passée, c’est à cause de toutes ces rencontres extraordinaires que j’ai faites durant ces dernières années. J’espère n’oublier personne dans ces quelques lignes… Commençons par mes encadrants (officiels comme officieux). Gilbert, merci énormément pour ta disponibilité, pour m’avoir écouté et pris le temps de discuter de sujets tant scientifiques (B∇B) que spirituels ou encore sociétaires (Foot, Japon, conifères dans Grenoble). Je suis vraiment heureux d’avoir, il y a trois ans, franchi le seuil du G2Elab pour débuter ce travail de recherche sous ta direction au sein de cette micro équipe fantastique. Vincent, tu as toute ma gratitude, ma reconnaissance et mon admiration, pour ta patience, ta rigueur, tes encouragements et ta perspicacité. Tant avec toi qu’avec Gilbert, j’ai chaque fois, réellement apprécié discuter planifier, rêver, refaire la science... C’était toujours enrichissant, encourageant. Cela me permettait de repartir bon pied bon œil : gonflé à bloc ! Pascale, merci énormément pour m’avoir formé sur la modélisation par élément finis à des sujets comme la diélectrophorèse. Je ne compte plus toutes les fois où je suis passé à ton bureau pour un conseil, un calcul récalcitrant, un bug de COMSOL, ou une déprime rédactionnelle passagère. Merci pour les temps que tu m’as consacrés gracieusement ! Béatrice, merci pour m’avoir encadré sur tout l’aspect biologie de ma thèse. Merci pour ta bonne humeur ta disponibilité, tes encouragements. Je voudrais remercier Orphée et Jérôme de l’équipe Microsystèmes. Les mots manquent. Alors tout simplement, merci pour votre bonne humeur contagieuse, pour les rires qui fusaient et qui détendaient l’atmosphère. Merci parce qu’à chaque fois que je suis venu vous poser une question, vous avez pris le temps de me répondre. Merci parce qu’avec Gilbert, vous m’avez réconcilié avec le magnétisme. Aujourd’hui, je le trouve toujours aussi compliqué, mais beaucoup plus drôle ! Merci à Benoît D. et Lalao qui ont développé le logiciel avec lequel nous j’ai pu faire ce travail de dimensionnement. Benoît, je garde un excellent souvenir des optimisations faites sur les plages brésiliennes. J’espère bien continuer à travailler avec vous tous à l’avenir. Continuons, notre tour d’équipe avec les différents thésards et intermittents du spectacle scientifique qui m’ont supporté durant cette thèse. Merci à Hichem pour m’avoir passé le bébé. Merci à Christian pour m’avoir formé et pour avoir travaillé avec moi durant la première année de thèse. J’en conserve un excellent souvenir avec une pointe de mélancolie. Ah le temps des idées géniales vespérales ! Merci pour ta gaieté contagieuse et pour ton amitié ! Merci à Louis qui m’a motivé pour passé en 2ème année puis en 3ème année. « Jeune deuxième année, tu verras la troisième année ! ». Merci pour les moments passés ensembles pour les discussions et pour ton aide ! Merci à Alain pour avoir pris le relais et pour ta précieuse aide dans le montage des manips. Alain, ouvre la bouche parce que tu as des choses intéressantes à dire. Ca nous aidera Gilbert et moi à nous taire de temps en temps ! Enfin, merci à Mohamed, Aline, Diana, Mikhail, Gore, Razmig, et à nos deux transfuges de l’équipe MADEA : Julien et Jasmine. Vous êtes vraiment des gens géniaux et heureusement que vous étiez là ! Remerciements ii Je voudrais particulièrement remercier mes deux stagiaires. Merci à Raju, pour ces trois mois passés en France qui ont ouvert des perspectives de recherche pour encore trois-quatre ans. Que se serait-il passé, si tu avais passé plus de temps chez nous ? J’ai vraiment apprécié travailler avec toi et j’espère qu’on aura l’occasion de se revoir. Merci à Jérémie pour avoir accepté de travailler avec moi. Sans toi, je ne sais pas si nous aurions eu d’aussi beaux résultats. Je reste admiratif quant à ta dextérité, c’est un don fabuleux, je dirais même plus : « divin ! ». Un seul regret : que tu ne sois pas resté avec nous. Mais sache que je suis très heureux que tu aies pu trouver ta voie. N’oublie pas de revenir un jour en France ! Plus généralement au G2elab, je tiens aussi à remercier Pierre Atten pour ses précieux conseils en matière d’électrostatique. Ton départ du labo, va faire un vide… Je tiens à remercier chaleureusement Danielle puis Rosita, Jacqueline, Valérie et Elise, pour toute la partie administrative, pour leur sourire, leur bonne humeur et leur accueil chaleureux : vous faites un travail génial. Un merci spécial à Corinne et Vincent pour toutes les fois où ils ont bien voulu me dépanner informatiquement et pour leur disponibilité et leur patience, votre travail nous est précieux. Merci enfin à la direction du labo pour son soutien. Merci énormément à Stéphanie C. de Biopuces pour avoir consacré de son temps à ma formation sur les techniques de culture cellulaire. Sans toi, je pense que jamais je n’aurais eu le courage d’affronter la série de manips seul ! Merci à Stéphanie P. pour le temps passé à la formation sécurité. Merci à tous les doctorants, ingénieurs et chercheurs pour leur bonne humeur, leur disponibilité. J’ai apprécié passer ces quelques années avec vous. Et je garde à l’idée que je vous dois un certain nombre de gâteaux, pour ne pas dire un nombre certain ! J’aimerais profondément remercier Christian Jeandey du LETI, pour toute sa contribution. Sans toi Christian, et tes compétences en magnétostatique, bon nombre de ces travaux n’auraient jamais vu le jour. Merci pour ta disponibilité et ta gentillesse. Merci à Jean François Jacquot pour avoir caractérisé si rapidement au SQUID les échantillons que nous lui avons donnés. Merci à Thibault Honegger et David Peyrade pour leur précieuse collaboration au projet concernant le déplacement diélectrophorétique. De chaleureux remerciements vont naturellement à Nora, Fred, Dan et Mikhail qui à l’Institut Néel ont su faire des merveilles en matière de micro-aimants. C’est un privilège et une chance de collaborer avec vous. Sans votre travail, ce travail, n’aurais jamais pu décoller. Nora, merci pour tes corrections et ton aide, et n’oublie pas nous avons quelques manips en salle blanche. Un grand merci aux ingénieurs du CIME et en particulier à Delphine, Stéphane et Irène, pour nous avoir formé la fabrication en salle Blanche. Merci énormément pour votre disponibilité et pour nous avoir consacré tellement de temps à notre formation. Coté Ampère, je tiens à remercier Marie, Naoufel, Julie, pour leur collaboration et pour toutes les discussions enrichissantes. J’en garde un excellent souvenir et quoi qu’il arrive je me réjouis de continuer à travailler avec vous… Merci à Skandar Basrour pour m’avoir guidé côté enseignement. Merci pour les moments passés ensemble. Merci à Loïc pour avoir gardé patience quand j’oubliais d’éteindre les lumières, les ordinateurs et lorsque je laissais les portes ouvertes. Merci énormément pour ta présence et pour ton aide efficace. Merci à Max, à Olivier Hugon et à David Eon pour leur Remerciements iii collaboration dans la préparation de TP. Pour un bleu comme moi uploads/Science et Technologie/ paul-kauffmann-labo.pdf