1. Résumé :
La manipulation robotique aux échelles micrométriques représente un enjeu majeur pour le
développement des techniques biologiques et la réalisation des microsystèmes par micro-assemblage.
Un système de micromanipulation est fonctionnellement comparable à un robot traditionnel. Il doit
comporter des fonctions d'actionnement, de perception et de traitement de l’information. Cependant, le
passage du macroscopique vers le microscopique n'est pas simple. La miniaturisation des systèmes de
manipulation est confrontée à des barrières physiques et technologiques, comme par exemple la
prédominance des forces surfaciques sur le comportement dynamique des micro-objets ou le
changement des techniques de fabrication. Ainsi, le développement des systèmes de micromanipulation
nécessite des nouvelles stratégies d'actionnement, de perception et de contrôle. Plusieurs travaux de
recherches menés dans différents laboratoires ont montré deux stratégies de manipulation à l'échelle
micrométrique. La première stratégie consiste au développement des préhenseurs, comme par exemple
le développement des micro-pinces avec deux ou plusieurs doigts de serrage pour saisir et positionner
des micro-objets. La deuxième stratégie consiste à manipuler des micro-objets à distance en se basant
sur l'utilisation d’un champ physique extérieur (magnétique, électrostatique, acoustique, optique...).
C’est dans ce contexte que s’inscrivent mes travaux de thèse, qui montrent une nouvelle approche de
manipulation d’objets à l’échelle micrométrique. Cette approche consiste à manipuler des particules
magnétiques de taille caractéristique 50 µm à l’interface air/liquide en utilisant un système
d’actionnement magnétique composé de quatre bobines. Une modélisation et une étude expérimentale
du comportement dynamique d’une particule magnétique permettent la synthèse d’une commande en
boucle fermée capable de contrôler la trajectoire de la particule à l’interface air/eau (en 2D). Les lois de
commande montrent un suivi de trajectoires avec une haute vitesse (6 mm/s) et un positionnement
précis de la particule magnétique (erreur de positionnement inférieur à 2 µm environ 7 % de la taille de
la particule). Cette approche représente une solution prometteuse dans le développement des surfaces
intelligentes (smart surface) pour transporter, positionner, trier et assembler des micro-objets artificiels
ou biologiques avec une haute cadence et une meilleure précision.
