Description du sujet de thèse

Contexte : Le traitement d'un très grand nombre de maladies, dont les cancers, est étroitement lié à notre capacité à comprendre et à exploiter le développement des populations cellulaires. La caractérisation, le tri et la manipulation de ces cellules sont donc de formidables défis pour les thérapies du futur. Ces dernières années, des progrès significatifs ont été réalisés, notamment grâce au développement de laboratoires sur puce (Lab-On-Chip). Ces dispositifs sont composés de canaux fluidiques micrométriques et comprennent plusieurs étapes de détection et de caractérisation. Cependant, ces étapes nécessitent des équipements externes importants (tels que laser, caméra ou système magnétique) et leur nombre par puce reste donc limité.
Le département femto-st de l'AS2M s'est donc intéressé au développement de microrobots qui pourraient travailler en parallèle à l'intérieur de ces puces. De tel robots permettrait de combiner potentiellement des centaines d'étapes dans une seul puce permettant une automatisation indispensable au raccourcissement du temps de production des traitements personnalisés (qui par définition ne peuvent pas être produite à l'avance) ainsi qu'à la réduction des coûts de production pour assurer l'accès à l'ensemble de la population.

Objectif : Pour relever ce défi, cette thèse se concentrera sur la conception d'une nouvelle architecture robotique hydraulique suffisamment petite pour être incluse dans un laboratoire sur puce avec des dimensions inférieur au millimètre. L'objectif final de ce microrobot étant d'effectuer les tâches clés suivantes : tri, caractérisation et injection de cellules. L'approche hydraulique permettra d'atteindre une grande compacité combinée à une loi de commande simple ouvrant la voie à l'intégration de centaines de microrobots autonomes dans une puce d'un centimètre carré en s'appuyant sur l'informatique et l'automatisation basées sur la pression.

Contexte de travail

Lieu principal : Institut FEMTO-ST (Besançon, France)
Deuxième site : Imperial College London (Royaume-Uni). Ce projet fait partie d'une collaboration entre le CNRS et l'Imperial College. Opportunité de passer de quelques semaines à quelques mois à Londres.

L'institut Femto-st offre un environnement unique pour cette recherche. En effet, le candidat bénéficiera d'une expertise mondialement reconnue dans la conception de microrobots et de l'accès à des ressources de pointe en matière de microfabrication et de manipulation, à savoir :
- Un accès complet aux ressources de la salle blanche de Mimento (https://platforms.femto-st.fr/centrale-technologie-mimento/) pour la microfabrication. Mimento est l'une des cinq principales plateformes académiques de microfabrication en France (réseau Renatech), elle permet l'impression 3D à résolution submicrométrique et l'usinage du verre à des résolution sub-micrométrique, la microscopie électronique à balayage (MEB), le processus de lithographie, la gravure au plasma et le dépôt de couches minces de métal.
- Des pinces optiques qui permettent la manipulation et le retour de force sur des objets micrométriques à l'aide d'un laser. Cette plate-forme sera essentielle pour l'assemblage et la caractérisation des robots réallisé dans le cadre de la thèse.
- Des générateur de champs magnétiques arbitraires qui peut être utilisé pour caractériser le couple généré par le microrobot.
- Des microscopes optiques pour le retour de position, un générateur de pression microfluidique et les différentes ressources du centre CMNR de Femto-st.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.