As2m : Contrôle de Trajectoire en Boucle Fermée Par Diélectrophorèse Et Mesures D’impédances

**Contexte**

L’institut de recherche FEMTO-ST (CNRS) innove dans des solutions technologiques de pointe pour la fabrication de biomédicaments (médicaments dont le principe actif est d’origine biologique), en faisant appel à une équipe pluridisciplinaire ayant des compétences en robotique, automatique, informatique, microfluidique, microsystème, ou encore en fabrication salle blanche. Nous recherchons des personnes curieuses, avec un bon bagage scientifique et désirant s’épanouir dans le monde de la recherche et de l’innovation.

**Description du poste**

La production de biomédicament nécessite la capacité de déplacer de manière contrôler des cellules biologiques. Parmi les différentes méthodes de manipulation, les méthodes de manipulation sans contact par champs de force [5] permettent d’interagir avec les objets biologiques sans contact direct. Elles évitent ainsi toutes les problématiques de contamination biologique, garantissant la stérilité des cellules et du milieu liquide dans lequel elles évoluent. Le but de ce poste est de réaliser un dispositif permettant le contrôle de trajectoire en trois dimensions de cellule biologique par champ électrique en utilisant les champs électriques comme methode d’actionnement et de mesure. Pour l’actionnement, les champs électriques ont déjà été utilisés à travers le phénomène de diélectrophorèse [4] pour manipuler les cellules au sein de puce microfluidique. De précédant travaux au sein du département AS2M [2] ont permis de montrer la possibilité de contrôler précisément la trajectoire d’objets en deux dimensions par diélectrophorèse en utilisant un contrôle en boucle fermée basée sur un retour visuel. Toutefois, la mesure par vision entraine des limitations en termes de champ de vision, de vitesse d’acquisition des données et de traitement de l’information. Nous sommes donc intéressés pour remplacer la vision par la spectroscopie d’impédances [3]. Des travaux préliminaires [1] ont permis de valider ce principe comme méthode de mesure. La réalisation d’un dispositif de contrôle de trajectoire de cellules biologiques utilisant les champs électrique comme moyen d’actionnement et de mesure constitue à la fois un défi technique et scientifique qui permettrait l’étude des interactions cellulaires, l’amélioration de la productivité des médicaments de thérapie innovantes et de leur accessibilité.

**Tâches**

Dans le cadre de ce poste, vous serez amené à réaliser à la fois des études théoriques (pour la modélisation des différents phénomènes physiques et la réalisation d’étude par simulation) ainsi que des études expérimentales nécessitant la réalisation et la conception de système électrique et mécanique, l’implémentation d’algorithme de commandes et l’analyse de données. Vous devrez également manipuler des objets biologiques et travailler en salle blanche. Vous ferez partie d’une équipe d’ingénieurs, post-doctorant, doctorant, chercheur et enseignant chercheur avec des compétences complémentaires sur lesquelles vous pourrez vous appuyer. De manière plus détaillée, les tâches que vous serez amenés à réaliser sont:

- Étudier les méthodes existantes dans la littérature pour l’actionnement et la mesure par champ électrique
- Caractériser les couplages et l’influence de l’actionnement sur la mesure pour proposer une méthode permettant d’effectuer les deux simultanément
- Proposer une loi de commande performante permettant le contrôle de la trajectoire de plusieurs objets en simultanés
- Concevoir un dispositif expérimental (partie mécanique, électronique, programmation) et des puces microfluidiques

**Compétences**
- Connaissances en biologie
- Connaissances en électrostatique et une bonne compréhension des équations de Maxwell
- Modélisation et commande des systèmes non-linéaires
- Expériences en microfluidique
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