Thèse Micro-Nageurs Acoustiques H/F - 59

Établissement : Université de Lille
École doctorale : ENGSYS Sciences de l'ingénierie et des systèmes
Laboratoire de recherche : Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie
Direction de la thèse : Michael BAUDOIN ORCID 0000000227142629
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-06T23:59:59

Le développement de micro-nageurs artificiels pouvant être manoeuvrés dans des milieux biologiques
in vivo, tel que le corps humain, a suscité un intérêt croissant ces dernières années. En effet, cela permettrait d'envisager des thérapies ultra ciblées en délivrant localement un médicament, ou même de réaliser des opérations de microchirurgie. Néanmoins, malgré tous les efforts qui ont été réalisés, le développement de micro-nageurs artificiels biocompatibles se heurte à 3 problèmes majeurs : (i) la propulsion biocompatible, (ii) la manoeuvrabilité et (iii) la miniaturisation. L'utilisation d'ondes acoustiques est très prometteuse, car elle présente une source biocompatible et découplée du nageur mobile. Cependant, les concepts de nageurs acoustiques déjà développés sont soit trop grands pour circuler dans le corps humain, soit peu ou pas manoeuvrables [1,2], et la plupart est équipé d'une bulle de gaz avec une durée de vie limitée. Des travaux récents ont montré qu'il est aussi possible de propulser un nageur entièrement solide avec des ondes acoustiques [3], mais la manoeuvrabilité de celui-ci n'a pas encore été explorée pour un nageur libre, c'est-à dire non posé sur un substrat [4]. L'objectif de cette thèse est le développement d'un tel nageur rigide, propulsé par une excitation acoustique et manoeuvrable dans un espace 3D. Pour cela il sera important de comprendre chacune des étapes qui mènent à la propulsion du nageur : (i) la mise en oscillation du nageur par une onde acoustique, (ii) la création d'écoulements non-linéaires appelés streaming, et (iii) la propulsion du nageur grâce aux forces relatives entre le nageur et ces écoulements. Le travail de thèse sera essentiellement expérimental, mais inclura toujours la modélisation des phénomènes sous-jacents au moins par des modèles simples. Par ailleurs, pour des modèles plus poussés le projet pourra bénéficier d'études théoriques en cours par d'autres membres de l'équipe. Des premiers prototypes de nageurs 2D étant déjà étudiés dans l'équipe, le travail de thèse visera à optimiser leur propulsion, et finalement d'introduire un modèle de nageur 3D novateur.

Le développement de micro-nageurs artificiels pouvant être manoeuvrés dans des milieux biologiques
in vivo, tel que le corps humain, a suscité un intérêt croissant ces dernières années. En effet, cela permettrait d'envisager des thérapies ultra ciblées en délivrant localement un médicament, ou même de réaliser des opérations de microchirurgie.