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 Titre de la thèse : Étude, modélisation et mesure des forces d’adhésion à l’échelle microscopique

Mots clés : micromanipulation, force de pull-off, adhésion, déformations.

 

Cette soutenance aura lieu le

16 novembre à l’ISIR

UPMC – Campus Jussieu, 4 Place Jussieu - 75005 Paris

Tour 55, 2ème étage, couloir 55-65, salle 211

 

Jury :

 

M. C. GAUTHIER    Professeur des Universités, Université de Strasbourg, Rapporteur

Mme F. MARCHI     Maître de conférences, HDR, Université Joseph Fourier, Grenoble, Rapporteur

M. E. BARTHEL      Directeur de Recherche CNRS, laboratoire Surface du verre et Interfaces, Aubervilliers, Examinateur

M. D. KONDO        Professeur des Universités, Université Pierre et Marie Curie, Examinateur

M. M. GAUTHIER    Directeur de Recherche CNRS, institut FEMTO-ST, Besançon, Dir. de thèse

M. S. RÉGNIER      Professeur des Universités, Université Pierre et Marie Curie, Dir. de thèse

 

Résumé :

La manipulation d’objets de tailles microscopiques, dont le comportement est régi par des effets de surfaces, nécessite des modèles d’interaction fiables entre les micro-objets et les organes terminaux des robots. De nombreux paramètres entrent en considération dans la modélisation des forces d’adhésion. Il apparaît donc nécessaire de déterminer l’influence de chacun afin de maîtriser en particulier la force à exercer pour séparer deux objets en contact dite force de pull-off. De plus, à l’échelle microscopique, la mesure des efforts d’interaction au cours de la manipulation est complexe et n’est possible que dans certains cas particuliers.

L’approche générale proposée dans le manuscrit repose sur trois étapes. Après une présentation du contexte de ces travaux, la première étape consiste à identifier les modèles et les moyens de mesure de la littérature (chapitre 1). Deux approches sont alors mises en avant pour modéliser les forces de pull-off. Les forces et les faiblesses des modèles sont étudiées plus en détail au chapitre 2 afin de développer, au cours de la seconde étape, un nouveau modèle de force d’adhésion (chapitre 3). Ce dernier met en avant le couplage entre les déformations et les forces d’adhésion et révèle des différences majeures entre les échelles microscopique et nanoscopique. Enfin, l’objectif de la troisième étape est de corréler ce modèle avec des observations expérimentales. L’analyse des résultats expérimentaux effectuée au chapitre 4 montre la difficulté de modéliser des interactions entre des micro-objets réels et met en avant un effet d’échelle s’appliquant aux forces électrostatiques.