Voir la source de Microfluidique

La '''microfluidique''' est la [[science]] et la [[technique]] des [[système]]s manipulant des [[Fluide (matière)|fluide]]s et dont au moins l'une des [[dimension]]s caractéristiques est de l'ordre du [[micromètre]].

== Définition ==
[[Image:Maple leaf structure.jpg|thumb|Exemple de réseau microfluidique : structure veineuse d'une [[feuille d'érable]]. Le reste de la feuille a été dissous pour ne conserver que les veines.]]

[[George Whitesides]] définit la microfluidique comme « la science et la technologie des systèmes qui manipulent de petits volumes de fluides ({{nb|e−9}} à {{nb|e−18 litres}}), en utilisant des canaux de la dimension de quelques dizaines de micromètres »<ref name=Whitesides2006>
{{Article
| lang = en
|auteur = {{lang|en|texte=[[George Whitesides]]}}
| titre = The origins and the future of microfluidics
| journal = {{lang|en|texte=[[Nature (revue)|Nature]]}}
| date = juil. 2006
| vol = 442
| numéro = 7101
| pages = 368–373
| doi = 10.1038/nature05058 }}</ref>. Selon [[Patrick Tabeling]], {{Citation|on peut définir la microfluidique comme [une discipline] portant sur les écoulements de fluides simples ou complexes, mono ou multiphasiques, dans des microsystèmes artificiels, c'est-à-dire fabriqués à l'aide des nouvelles techniques.}} Tabeling précise qu'il entend essentiellement par « nouvelles techniques » la [[microfabrication]] héritée de la [[micro-électronique]]<ref name="Tabeling2003">{{Introduction à la microfluidique (Patrick Tabeling)}}.</ref>. La première définition fait bien apparaître la dualité de la microfluidique : en tant que [[science]], elle englobe l'étude des phénomènes et la [[mécanique des fluides]] à l'échelle micrométrique ; en tant que [[technique]], elle contient également une dimension applicative. Cependant, la définition de Whitesides fait porter le préfixe « [[micro (préfixe du système international)|micro]] » sur la dimension de canaux et ne concerne pas les volumes de fluides qui, dans la définition de Whitesides, sont compris entre le nanolitre et l'attolitre. Or, certains systèmes microfluidiques, par exemple les dispositifs d'[[électromouillage]] sur [[diélectrique]], fonctionnent en gouttes, sans canaux<ref name="Wheeler2005">
{{Article
| lang = en
| auteur = {{lang|en|texte=A.R. Wheeler, H. Moon, C.A. Bird, R.R. Ogorzalek Loo, C.-J.C.J. Kim, J.A. Loo & R.L. Garrell}}
| titre = Digital microfluidics with in-line sample purification for proteomics analyses with MALDI-MS
| journal = {{lang|en|texte=[[Analytical Chemistry]]}}
| date = janv. 2005
| vol = 77
| numéro = 2
| pages = 534–540
| doi = 10.1021/ac048754+}}.</ref>{{,}}<ref name="Fouillet2008">
{{Article
| lang = en
| auteur = Y. Fouillet, D. Jary, C. Chabrol, P. Claustre & C. Peponnet
| titre = Digital microfluidic design and optimization of classic and new fluidic functions for lab on a chip systems
| journal = {{lang|en|texte=Microfluidics and Nanofluidics}}
| date = mars 2008
| vol = 4
| numéro = 3
| pages = 159–165
| doi = 10.1007/s10404-007-0164-5 }}.</ref>. Tabeling donne quant à lui une définition d'[[ingénieur]] qui, souligne-t-il, exclut l'ensemble des systèmes microfluidiques naturels, tels que les [[capillaire sanguin|capillaires sanguins]] ou le transport de [[sève]] dans les plantes.

== Recherche et développement ==
[[Image:Academic references about microfluidics by year (CAS).svg|thumb|Évolution annuelle entre 1948 et 2008 du nombre de références indexées dans la base de données de [[Chemical Abstracts Service|CAS]] concernant la microfluidique ([[échelle logarithmique]])<ref group="Note" name="biblio-microflu">Recherche effectuée le {{date-|12 juin 2008}} sur le mot-clef ''{{lang|en|texte=microfluidics}}'' dans la base de données CAplus avec l'outil {{lang|en|texte=SciFinder Scholar}}. Cette base de données est principalement orientée sur les domaines de la chimie et de la santé ; le compte total des publications concernant la microfluidique est donc probablement encore plus élevé.</ref>.]]

La microfluidique est un domaine de recherche particulièrement dynamique depuis la fin du {{s-|XX}}, comme en témoigne une rapide analyse de la production scientifique mondiale (figure ci-contre). [[George Whitesides]] relie ce dynamisme à quatre thématiques principales : la [[chimie analytique]], la biodéfense, la [[biologie moléculaire]] et la [[micro-électronique]]<ref name="Whitesides2006" /> ; tout d'abord, le succès des méthodes analytiques au format [[Tube capillaire|capillaire]] ([[chromatographie en phase liquide à haute performance]], [[électrophorèse]]) a conduit à miniaturiser davantage les dispositifs, afin d'améliorer la sensibilité et la résolution des analyses. Le [[laboratoire sur puce]] est ainsi considéré comme une véritable révolution permettant de miniaturiser tout un processus d'analyses et de remplacer les [[Boîte de Petri|boites de Petri]]<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=Diagnostics : les laboratoires du futur auront la taille d'une puce informatique |url=https://www.lexpress.fr/actualite/sciences/diagnostics-les-laboratoires-du-futur-auront-la-taille-d-une-puce-informatique_2079437.html |périodique=[[L'Express]] |date=2019-05-31 |consulté le=2020-11-05}}.</ref>. Le développement de la microfluidique a également été abondamment subventionné par les agences militaires, afin de répondre au risque des armes chimiques et biologiques. Par ailleurs, la course au séquençage du [[Génétique humaine|génome humain]], rapidement suivi par le [[protéome]] et le [[métabolome]], ont rendu nécessaire le développement d'outils d'analyse haut débit hautement parallélisables. Enfin, la microfluidique a largement profité des techniques de [[microfabrication]], développées à l'origine pour la [[micro-électronique]] et les [[microsystème]]s. Malgré ces facteurs et ce dynamisme, cette technique n'est pas encore, en 2008, très présente dans la vie quotidienne, en particulier dans le domaine de la [[santé]]. Une raison pouvant expliquer cette latence est que la microfluidique reste une discipline relativement jeune. De très nombreux dispositifs ont été développés, enrichissant d'autant la boîte à outils microfluidique, mais le problème reste leur intégration, leur assemblage cohérent et la possibilité d'utilisation du dispositif final par une personne non avertie. En ce sens, les [[Test de grossesse|tests de grossesse]] jetables, bien que plus simples, sont un exemple de réussite<ref name="Mariella2008">
{{Article
| lang = en
|auteur = R. Mariella
| titre = Sample preparation: the weak link in microfluidics-based biodetection
| journal = Biomedical microdevices
| date = 2008
| vol =
| doi = 10.1007/s10544-008-9190-7}}.</ref>. La communauté scientifique reste cependant majoritairement confiante dans l'avenir de la microfluidique, qui a d'ailleurs été choisie en 2001 par la ''{{lang|en|texte=Technology Review}}'' du [[Massachusetts Institute of Technology]] (MIT) comme l'une des « dix techniques émergentes qui vont changer le monde »<ref name="mittechreview2001">
{{Article
| lang = en
| titre = Ten emerging technologies that will change the world
| journal = {{lang|en|texte=M.I.T.'s Technology Review}}
| date = janv. 2001
| vol =
| texte = http://www.technologyreview.com/Infotech/12265/ }}.</ref>.

En France, un laboratoire a ouvert ses portes en 2015 sur {{unité|6000|m|2}} de [[surface hors œuvre nette]] sur sept niveaux, dont le cinquième est une plate-forme technologique équipée de [[salles blanches]]. Situe à Paris dans le « [[Montagne Sainte-Geneviève#Recherche et enseignement supérieur|campus de la Montagne Sainte-Geneviève]] », il regroupe {{nombre|140|chercheurs}}. L’[[Institut Pierre-Gilles de Gennes]] (IPGG) rassemble les activités liées à la microfluidique de plusieurs établissements parisiens : l’[[École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris|ESPCI]], l’[[École normale supérieure (France)|ENS]], [[Chimie ParisTech]] et l’[[Institut Curie]]. La [[Paris|ville de Paris]] a investi en 2013 {{nombre|14,8|millions}} d’euros dans ce projet dit {{Citation|structurant}}. L'IPGG a ouvert une formation de niveau M2 consacrée à la microfluidique, ses concepts, applications et innovations<ref>{{Lien web |langue=en |titre=Master 2 Microfluidique |url=https://microfluidics-master.fr/ |site=Master 2 Microfluidique |consulté le=2019-09-05 }}.</ref>. Cette formation s'effectue en partenariat avec les masters Physique des systèmes complexes<ref>{{Lien web |langue=fr-FR |nom1=Bukasa |prénom1=Joel |titre=Accueil |url=https://physics-complex-systems.fr/ |site=physics-complex-systems |consulté le=2019-09-05 }}.</ref> ([[université Paris-Saclay]], [[université Paris-Diderot]], [[Sorbonne Université]]) et Science et génie des matériaux<ref>{{Lien web |titre=Master Sciences et Genie des Materiaux |url=https://www.psl.eu/formation/master-sciences-et-genie-des-materiaux |site=[[Université de recherche Paris-Sciences-et-Lettres|Université PSL]] |consulté le=2019-09-05 }}.</ref> ([[Université de recherche Paris-Sciences-et-Lettres|Université PSL]]).

En 2018, la Commission européenne a annoncé vouloir accélérer le développement de la microfluidique, élément clef de la {{4e|révolution}} industrielle, et, dans le cadre du programme [[Horizon 2020]], investit {{nombre|7,1|millions}} d’euros dans le projet HoliFAB<ref>{{Lien web|langue=fr|titre=Fluigent veut accélérer la révolution industrielle avec la microfluidique - Les Echos|url=https://www.lesechos.fr/13/04/2018/lesechos.fr/0301555832787_fluigent-veut-accelerer-la-revolution-industrielle-avec-la-microfluidique.htm|site=www.lesechos.fr|consulté le=2018-09-20}}.</ref>, conduit par le français Fluigent<ref>{{Article|langue=fr-FR|titre=Fluigent, la start-up qui réinvente l'analyse médicale|périodique=FIGARO|date=2018-08-07|lire en ligne=http://www.lefigaro.fr/secteur/high-tech/start-up/2018/08/07/32004-20180807ARTFIG00286-fluigent-la-start-up-qui-reinvente-l-analyse-medicale.php|consulté le=2018-09-20}}.</ref>, concepteur de pompes de contrôle d'écoulement pour la microfluidique<ref>{{Article|langue=fr|titre=Fluigent, champion européen d'une nouvelle filière industrielle de pointe, la microfluidique|périodique=[[Challenges]] | date=16 avril 2018 | prénom=Delphine | nom=Dechaux |lire en ligne=https://www.challenges.fr/entreprise/fluigent-champion-europeen-d-une-nouvelle-filiere-industrielle-de-pointe-la-microfluidique_580985|consulté le=2018-09-20}}.</ref> et comprenant une dizaine de partenaires dont [[Sculpteo]]<ref>{{Article|langue=fr-FR|prénom1=L'Usine|nom1=Nouvelle|titre=Fluigent veut industrialiser la microfluidique à l’aide de l’impression 3D - Technos et Innovations|périodique=usinenouvelle.com/|date=2018-04-16|lire en ligne=https://www.usinenouvelle.com/editorial/fluigent-veut-industrialiser-la-micro-fluidique-a-l-aide-de-l-impression-3d.N680559|consulté le=2018-09-20}}.</ref>, spécialiste de l’[[impression 3D]].

== Écoulements des fluides à l'échelle micro- et nanométrique ==
[[Image:Driping 2.gif|vignette|upright=1.5|Fusions de deux petites [[goutte (physique)|gouttes]] entre elles et avec une grosse goutte ; le phénomène est observé par [[strioscopie]], via la variation d'[[indice de réfraction]]. Le mouvement interne et superficiel est induit et entretenu par la différence de [[tension superficielle]] entre les surfaces des trois gouttes d'un fluide miscible. Remarque : le contenu des deux petites gouttes ne se mélange vraiment que quand il est aspiré dans la grosse goutte.]]
[[Image:Laminar and turbulent flows.svg|vignette|La nature de l'écoulement dépend du [[nombre de Reynolds]], donc de la taille caractéristique ''d'' : (a) écoulement laminaire, (b) écoulement turbulent.]]

Aux petites dimensions, les phénomènes physiques macroscopiques ne subissent pas seulement une diminution linéaire de leurs effets. Certains phénomènes négligeables deviennent prépondérants, comme la [[capillarité]] ; inversement, d'autres forces telles que la [[Pesanteur|gravité]] deviennent négligeables<ref name="Colin2004">{{Ouvrage |éditeur=Hermes Science Publications |titre=Microfluidique |ref=Référence:Microfluidique (Stéphane Colin) |auteur=Stéphane Colin |année=2004}}.</ref>. Afin d'appréhender plus facilement les caractéristiques d'un système microfluidique, plusieurs [[grandeur sans dimension|grandeurs sans dimension]] ont été introduites<ref name="Squires2005">{{Article |lang=en |auteur=T.M.Squires |auteur2={{lien|trad=Stephen Quake|texte=S.R. Quake}} |titre=Microfluidics: Fluid physics at the nanoliter scale |journal={{lang|en |texte=[[Reviews of Modern Physics]]}} |date=2005 |vol=77 |numéro=3 |pages=977–1026 |doi=10.1103/RevModPhys.77.977 }}</ref>. La plus répandue est probablement le [[nombre de Reynolds]] ''Re'', proposé en 1883<ref name="Reynolds1883">{{Article |lang=en |auteur={{lang|en|texte=[[Osborne Reynolds|O. Reynolds]]}} |titre=An experimental investigation of the circumstances which determine whether the motion of water shall be direct or sinuous, and of the law of resistance in parallel channels |journal={{lang|en|texte=[[Philosophical Transactions of the Royal Society]]}} |date=1883 |vol=174 |pages=935–982 |texte=https://www.jstor.org/stable/109431 }}.</ref>, qui caractérise le rapport entre les [[Force d'inertie|forces d'inertie]] et les forces de [[viscosité]]. Les systèmes microfluidiques sont généralement caractérisés par un petit nombre de {{lang|en|texte=Reynolds}} : les forces de [[viscosité]] sont prépondérantes. Ce comportement se traduit par des [[Écoulement laminaire|écoulements laminaires]]. On utilise également le [[nombre de Péclet]] ''Pe'', liant [[convection]] et diffusion ([[Diffusivité thermique|thermique]] ou [[Diffusion de la matière|massique]]), et le [[nombre de Knudsen]] ''Kn'', permettant de classifier les milieux continus. {{lang|en|texte=Squires}} et {{lien|trad=Stephen Quake|texte=S.R. Quake}} décrivent en détail la physique et les nombres adimensionnels à l'échelle du nanolitre<ref name="Squires2005" />.
:<math>\mbox{Re} = \frac{\rho\,d\,V}{\eta} = \frac{d\,V}{\nu}</math>
avec :
* ''ρ'' la [[masse volumique]] du fluide ({{nb|kg m-3}}) ;
* ''d'' la taille caractéristique du système ({{nb|m}}) ;
* ''V'' une vitesse caractéristique ({{nb|m s-1}}) ;
* ''η'' la viscosité dynamique du fluide ({{nb|kg m-1 s-1}}, {{nb|Pa s}}, ou [[Poiseuille|Pl]]) ;
* <math>\nu</math> la viscosité cinématique du fluide ({{nb|m2 s-1}}).

Lorsque la longueur caractéristique <math>d</math> décroît et la viscosité <math>\nu</math> augmente, le nombre de Reynolds diminue fortement. La fluidique à bas nombre de Reynolds possède certaines caractéristiques remarquables<ref>{{Article |langue=en |prénom1=Yassine |nom1=Mahdi |prénom2=Kamel |nom2=Daoud |lien auteur2=Kamel Daoud (scientifique) |titre=Microdroplet Size Prediction in Microfluidic Systems via Artificial Neural Network Modelling for Water-In-oil Emulsion Formulation |périodique=Journal of Dispersion Science and Technology |volume=0 |numéro=ja |date=2016-11-11 |issn=0193-2691 |doi=10.1080/01932691.2016.1257391 |lire en ligne=https://dx.doi.org/10.1080/01932691.2016.1257391 |consulté le=2016-12-07 |pages=null}}.</ref>. Un petit nombre de {{lang|en|texte=Reynolds}} entraîne ainsi souvent un écoulement laminaire : il est stable, et les lignes de courant sont bien dessinées. Au voisinage de la surface, les forces de contact entre le liquide et le solide (la surface de la canalisation) prédominent. La viscosité du fluide introduit une condition de non glissement qui annule la vitesse du fluide : il adhère à la paroi.

== Fonctions microfluidiques ==
=== Fonctions de base ===
La science de la microfluidique comporte plusieurs facettes ne se limitant pas à l'écoulement des fluides. On peut identifier plusieurs composantes d'un système microfluidique : les zones d'écoulement, les dispositifs d'actionnement et l'interface avec le monde extérieur. Les zones d'écoulement sont généralement des microcanaux fabriqués en [[polymère]]<ref name="Whitesides2001">
{{Article
| lang = en
| auteur = {{lang|en|texte=[[G.M. Whitesides]] & A.D. Stroock}}
| titre = Flexible methods for microfluidics
| journal = {{lang|en|texte=[[Physics Today]]}}
| date = juin 2001
| vol = 54
| numéro = 6
| pages = 42–48
| doi = 10.1063/1.1387591}}.</ref>{{,}}<ref name="Becker2008">
{{Article
| lang = en
|auteur = {{lang|de|texte=H. Becker & C. Gärtner}}
| titre = Polymer microfabrication technologies for microfluidic systems
| journal = {{lang|en|texte=Analytical and bioanalytical chemistry}}
| date = janv. 2008
| vol = 390
| numéro = 1
| pages = 89–111
| doi = 10.1007/s00216-007-1692-2 }}.</ref>. La [[microélectronique]] fournit de nombreuses techniques d'[[usinage]] de volume et de surface ; d'autres techniques, telles que le [[laminage]] de films secs, ont été développées plus spécifiquement pour les systèmes microfluidiques<ref name="Abgrall2007">
{{Article
| lang = en
| auteur = P. Abgrall, V. Conedera, H. Camon, A.-M. Gué & N.-T. Nguyen
| titre = SU-8 as a structural material for labs-on-chips and microelectromechanical systems
| journal = {{lang|en|texte=[[Electrophoresis]]}}
| date = déc. 2007
| vol = 28
| numéro = 24
| pages = 4539–4551
| doi = 10.1002/elps.200700333}}.</ref>. La géométrie et le design des zones d'écoulement sont également à prendre en compte : canaux droits simples, en forme de T<ref name="Hatch2001">
{{Article
| lang = en
| auteur = {{lang|en|texte=A. Hatch, A.E. Kamholz, K.R. Hawkins, M.S. Munson, E.A. Schilling, B.H. Weigl & P. Yager}}
| titre = A rapid diffusion immunoassay in a T-sensor
| journal = {{lang|en|texte=[[Nature Biotechnology]]}}
| date = mai 2001
| vol = 19
| numéro = 5
| pages = 461–465
| doi = 10.1038/88135 }}.</ref> ou même [[Biomimétisme|biomimétiques]]<ref name="Barber2008">
{{Article
| lang = en
| auteur = {{lang|en|texte=R.W. Barber & D.R. Emerson}}
| titre = Optimal design of microfluidic networks using biologically inspired principles
| journal = {{lang|en|texte=Microfluidics and Nanofluidics}}
| date = mars 2008
| vol = 4
| numéro = 3
| pages = 179–191
| doi = 10.1007/s10404-007-0163-6 }}.</ref>. Une autre fonction microfluidique de base est l'[[actionnement]] des fluides. Ce terme recouvre l'injection, le déplacement contrôlé et les différentes opérations effectuées sur ceux-ci, comme le [[mélange]]. Ces fonctions sont réalisées par une variété de composants microfluidiques élémentaires : [[micropompe]]s<ref name="Laser2004">
{{Article
| lang = en
| auteur = {{lang|en|texte=D.J. Laser & J.G. Santiago}}
| titre = A review of micropumps
| journal = {{lang|en|texte=Journal of Micromechanics and Microengineering}}
| date = juin 2004
| vol = 14
| numéro = 6
| pages = R35–R64
| doi = 10.1088/0960-1317/14/6/R01 }}.</ref>{{,}}<ref name="Woias2005">
{{Article
| lang = en
| auteur = {{lang|de|texte=P. Woias}}
| titre = Micropumps — past, progress and future prospects
| journal = {{lang|en|texte=Sensors and Actuators B: Chemical}}
| date = février 2005
| vol = 105
| numéro = 1
| pages = 28–38
| doi = 10.1016/j.snb.2004.02.033 }}.</ref>{{,}}<ref name="Chen2008">
{{Article
| lang = en
| auteur = L. Chen, S. Lee, J. Choo & E.K. Lee
| titre = Continuous dynamic flow micropumps for microfluid manipulation
| journal = {{lang|en|texte=Journal of Micromechanics and Microengineering}}
| date = janvier. 2008
| vol = 18
| numéro = 1
| pages = 013001–0130022
| doi = 10.1088/0960-1317/18/1/013001 }}.</ref>, [[microvalve]]s<ref name="Thorsen2002">
{{Article
| lang = en
| auteur = T. Thorsen, S.J. Maerkl & {{lien|trad=Stephen Quake|texte=S.R. Quake}}
| titre = Microfluidic large-scale integration
| journal = {{lang|en|texte=[[Science (revue)|Science]]}}
| date = oct. 2002
| vol = 298
| numéro = 5593
| pages = 580–584
| doi = 10.1126/science.1076996 }}.</ref>{{,}}<ref name="Melin2007">
{{Article
| lang = en
| auteur = J. Melin et {{lien|trad=Stephen Quake|texte=S.R. Quake}}
| titre = Microfluidic large-scale integration: the evolution of design rules for biological automation
| journal = {{lang|en|texte=Annual Review of Biophysics & Biomolecular Structure}}
| date = 2007
| vol = 36
| pages = 213–231
| doi = 10.1146/annurev.biophys.36.040306.132646 }}.</ref>, [[micromélangeur]]s{{etc.}}<ref name="Zhang2007">
{{Article
| lang = en
| auteur = {{lang|zh|texte=C. Zhang, D. Xing & Y. Li}}
| titre = Micropumps, microvalves, and micromixers within PCR microfluidic chips: Advances and trends
| journal = {{lang|en|texte=Biotechnology Advances}}
| date = sept.–oct. 2007
| vol = 25
| numéro = 5
| pages = 483–514
| doi = 10.1016/j.biotechadv.2007.05.003 }}.</ref>. Le dernier aspect de la technique microfluidique est la connexion entre le système micrométrique et le monde extérieur<ref name="Tabeling2003" />{{,}}<ref name="Fredrickson2004">
{{Article
| lang = en
| auteur = {{lang|en|texte=C.K Fredrickson & Z.H. Fan}}
| titre = Macro-to-micro interfaces for microfluidic devices
| journal = {{lang|en|texte=[[Lab on a Chip]]}}
| date = déc. 2004
| vol = 4
| numéro = 6
| pages = 526–533
| doi = 10.1039/b410720a }}.</ref>. Il s'agit de développer des interfaces, si possible [[Normes et standards industriels|normalisées]]<ref name="Gaertner2003">
{{Article
| lang = en
| auteur = {{lang|de|texte=C. Gaertner, H. Becker, B. Anton}}, {{lang|en|A.P. O'Neill}} & {{lang|de|O. Roetting}}
| titre = Polymer based microfluidic devices: examples for fluidic interfaces and standardization concepts
| journal = {{lang|en|texte=[[Proceedings of SPIE]] — Microfluidics, BioMEMS, and Medical Microsystems}}
| date = 2003
| vol = 4982
| pages = 99–104
| doi = 10.1117/12.479566 }}.</ref>, entre des systèmes d'échelles très différentes. Tous ces aspects ne recouvrent que les fonctions de base, que l'on rencontre généralement dans tout système microfluidique ; d'autres fonctions plus évoluées sont souvent ajoutées.

=== Éléments magnétiques et optiques intégrés ===
En plus des fonctions de base, la boîte à outils du [[Technologie|technologue]] en microfluidique est riche de nombreux éléments, notamment [[Magnétisme|magnétiques]] et [[optique]]s. Les bobines et autres éléments magnétiques ont été intégrés à l'échelle micrométrique lors du développement des [[Microsystème électromécanique|microsystèmes électromécaniques]] (''{{lang|en|texte=micro-electromechanical systems}}'', MEMS)<ref name="Niarchos2003">
{{Article
| lang = en
| auteur = D. Niarchos
| titre = Magnetic MEMS: key issues and some applications
| journal = {{lang|en|texte=Sens. Actuators A Phys.}}
| date = déc. 2003
| vol = 109
| numéro = 1-2
| pages = 166–173
| doi = 10.1016/j.sna.2003.09.010 }}.</ref> ; l'application la plus connue de MEMS magnétiques (ou MagMEMS) est probablement la tête d'enregistrement pour [[Disque dur|disques durs]], fonctionnant sur le principe de la [[magnétorésistance géante]]. En microfluidique, les éléments magnétiques servent principalement à la manipulation d'échantillons : pompes, valves, mélangeurs, triage, séparation{{etc.}}<ref name="Pamme2006">
{{Article
| lang = en
| auteur = N.Pamme
| titre = Magnetism and microfluidics
| journal = {{lang|en|texte=[[Lab on a Chip]]}}
| date = janv. 2006
| vol = 6
| numéro = 1
| pages = 24–38
| doi = 10.1039/b513005k }}.</ref> Les particules magnétiques (notamment les billes) sont particulièrement utilisées comme support solide pour les tests biologiques<ref name="Bronzeau2008">
{{Article
| lang = en
| auteur = S. Bronzeau & N. Pamme
| titre = Simultaneous bioassays in a microfluidic channel on plugs of different magnetic particles
| périodique = Anal. Chim. Acta
| lien périodique = Analytica Chimica Acta
| date = 02/2008
| vol = 609
| numéro = 1
| pages = 105–112
| doi = 10.1016/j.aca.2007.11.035}}.</ref>. Plus rarement, des fonctions magnétiques peuvent servir à la [[détection]] ; {{lang|en|texte=Trumbull}} {{et al.}} ont ainsi intégré sur puce un système de [[résonance magnétique nucléaire]]<ref name="Trumbull2000">
{{Article
| lang = en
| auteur = {{lang|en|texte=J.D. Trumbull, I.K. Glasgow, D.J. Beebe & R.L. Magin}}
| titre = Integrating microfabricated fluidic systems and NMR spectroscopy
| journal = {{lang|en|texte=IEEE Trans. Biomed. Eng.}}
| date = 2000
| vol = 47
| numéro = 1
| pages = 3–7
| doi = 10.1109/10.817611 }}.</ref>. À l'inverse, les composants optiques sont généralement utilisés pour la détection et plus rarement pour la manipulation d'échantillons<ref name="Mogensen2004">
{{Article
| lang = en
| auteur = K.B. Mogensen, H. Klank & J.P. Kutter
| titre = Recent developments in detection for microfluidic systems
| journal = {{lang|en|texte=[[Electrophoresis]]}}
| date = 2004
| vol = 25
| numéro = 21-22
| pages = 3498–3512
| doi = 10.1002/elps.200406108 }}.</ref>{{,}}<ref name="Krogmeier2007">
{{Article
| lang = en
| auteur = J.R. Krogmeier, I. Schaefer, G. Seward, G.R. Yantz & J.W. Larson
| titre = An integrated optics microfluidic device for detecting single DNA molecules
| journal = {{lang|en|texte=[[Lab on a Chip]]}}
| date = 12/2007
| vol = 7
| numéro = 12
| pages = 1767–1774
| doi = 10.1039/b710504e }}.</ref>{{,}}<ref name="Kuswandi2007">
{{Article
| lang = en
| auteur = B. Kuswandi, Nuriman, J. Huskens & W. Verboom
| titre = Optical sensing systems for microfluidic devices: a review
| périodique = Anal. Chim. Acta
| lien périodique = Analytica Chimica Acta
| date = 10/2007
| vol = 601
| numéro = 2
| pages = 141–155
| doi = 10.1016/j.aca.2007.08.046}}.</ref> ; l'une des possibilités pour la détection intégrée est le couplage avec une [[fibre optique]]<ref name="Bowden2005">
{{Article
| lang = en
| auteur = {{lang|en|texte=M. Bowden, L. Song & D.R. Walt}}
| titre = Development of a Microfluidic Platform with an Optical Imaging Microarray Capable of Attomolar Target DNA Detection
| journal = {{lang|en|texte=[[Analytical Chemistry]]}}
| date = 09/2005
| vol = 77
| numéro = 17
| pages = 5583–5588
| doi = 10.1021/ac050503t }}.</ref>{{,}}<ref name="Rindorf2006">
{{Article
| lang = en
| auteur = L. Rindorf, P.E. Høiby, J.B. Jensen, L.H. Pedersen, O. Bang & O. Geschke
| titre = Towards biochips using microstructured optical fiber sensors
| journal = {{lang|en|[[Analytical and Bioanalytical Chemistry]]}}
| date = août 2006
| vol = 385
| numéro = 8
| pages = 1370–1375
| doi = 10.1007/s00216-006-0480-8 }}.</ref>. D'autre techniques utilisent l'écoulement laminaire pour contrôler le déplacement d'échantillons. En combinant optique et microfluidique, il est alors possible de faire de la microscopie en 3D<ref>{{en}} N. C. Pégard et J. W. Fleischer, Microfluidic Flow-Scanning Optical Tomography, ''Frontiers in Optics'', 2013 ([http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=FiO-2013-FTh2D.2 lire en ligne]).</ref>{{,}}<ref>{{en}} N. C. Pégard et J. W. Fleischer, ''Journal of Biomedical Optics'', 18 040503, 2013 ([http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=BIOMED-2012-BM4B.4 lire en ligne]).</ref>. Parfois, les rôles sont inversés : la microfluidique se met au service de l'optique ; Psaltis {{et al.}} ont ainsi détaillé différentes applications d'« [[optofluidique]] », faisant ainsi référence aux systèmes optiques contrôlés par des composants microfluidiques<ref name="Psaltis2006">
{{Article
| lang = en
| auteur = {{lang|en|texte=D. Psaltis, [[Stephen R. Quake|S.R. Quake]] & C. Yang}}
| titre = Developing optofluidic technology through the fusion of microfluidics and optics
| journal = {{lang|en|texte=[[Nature (revue)|Nature]]}}
| date = 07/2006
| vol = 441
| numéro = 7101
| pages = 381–386
| doi = 10.1038/nature05060 }}.</ref> ; les fibres optiques microfluidiques ont d'ailleurs été mises en avant en 2004 par la ''{{lang|en|texte=Technology Review}}'' du [[Massachusetts Institute of Technology]] (MIT) comme l'une des {{Citation|dix techniques émergentes qui vont changer le monde}}<ref name="mittechreview2004">
{{Article
| lang = en
| titre = 10 Emerging Technologies That Will Change Your World
| journal = {{lang|en|texte=M.I.T.'s Technology Review}}
| date = fév. 2004
| vol =
| texte = http://www.technologyreview.com/read_article.aspx?ch=infotech&sc=&id=13438&pg=10 }}.</ref>.

== Actionnement des fluides ==
{{...}}
* pompes
* générateur et contrôleur de pression
* pousse seringue
* vannes
* valves
* mélangeurs
* actionnement mécanique, chimique
* micropyrotechnie

== Fabrication des dispositifs microfluidiques ==
{{...}}
=== Matériaux ===
* [[Polydiméthylsiloxane|PDMS]]
* [[Perfluoropolyéther|PFPE]]<ref>{{Article |langue=en |prénom1=Alessandra |nom1=Vitale |prénom2=Marzia |nom2=Quaglio |prénom3=Matteo |nom3=Cocuzza |prénom4=Candido Fabrizio |nom4=Pirri |titre=Photopolymerization of a perfluoropolyether oligomer and photolithographic processes for the fabrication of microfluidic devices |périodique=European Polymer Journal |volume=48 |numéro=6 |date=2012-06-01 |issn=0014-3057 |doi=10.1016/j.eurpolymj.2012.03.016 |lire en ligne=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014305712000948 |consulté le=2022-12-28 |pages=1118–1126}}.</ref>
* Verre
* [[Polyetheretherketon|PEEK]]<ref>{{Article |prénom1=Nicolas |nom1=Rolley |prénom2=Marie |nom2=Bonnin |prénom3=Guillaume |nom3=Lefebvre |prénom4=Sylvain |nom4=Verron |titre=Galenic Lab-on-a-Chip concept for lipid nanocapsules production |périodique=Nanoscale |volume=13 |numéro=27 |date=2021-07-15 |issn=2040-3372 |pmid=34190298 |doi=10.1039/d1nr00879j |consulté le=2022-12-28 |pages=11899–11912}}.</ref>
* [[Acrylonitrile butadiène styrène|ABS]]
* Silicium

=== Techniques de microfabrication ===
== Applications ==
* Chimie analytique
* manipulation et classement de cellule
* screening de drogue
* cristallisation de protéines
* microreacteur chimique
* micro fuel cell
* biochimie
* [[Science forensique|Sciences forensiques]]
* µTAS
* génie des procédés (pour le moment : la microfluidique apporte une efficacité bien plus importante mais des volumes très faibles)
* [[oncologie physique]] : mesure des caractéristiques mécaniques des cellules cancéreuses (rigidité, déformabilité, etc)
* autres dispositifs : refroidissement de composants, applications spatiales
* Cosmétiques, (la société Capsum notamment est parvenue à transposer au niveau industriel les principes de la microfluidique afin de fabriquer des matériaux cosmétiques innovants)

== Notes ==
<references group="Note" />

== Références ==
{{Références|taille=30}}

== Voir aussi ==
=== Articles connexes ===
{{Début de colonnes|taille=20}}
* [[Condition de non-glissement]]
* [[Écoulement de Stokes]]
* [[Écoulement de Poiseuille]]
* [[Viscosité cinématique]]
* [[Viscosité]], [[Capillarité]]
* [[Fluide (matière)|Fluide]]
* [[Nanofluidique]]
* [[Turbulence]]
* [[Équations de Navier-Stokes]]
* [[Gravité]]
* [[Écoulement laminaire]]
* [[Mécanique des fluides]]
* [[Micro electro mechanical systems]]
* {{lien|lang=en|trad=Digital microfluidics|fr=Microfluidique discrète}}
* [[Minatec]]
{{Fin de colonnes}}

=== Bibliographie ===
* [[Patrick Tabeling]], ''Introduction à la microfluidique'', Belin, 2003 {{ISBN|2701135001}}
* {{en}} W. Liou, ''Microfluid Mechanics'', McGraw-Hill, 2005 {{ISBN|0071443223}}
* {{Ouvrage|langue=en|auteur1=Chunli Bai|auteur2=Minghua Liu|auteur3=Xingyu Jiang|titre=Nanotechnology for Microfluidics|sous-titre=|éditeur=|année=2020|pages totales=448|isbn=9783527345335|id=}}

=== Liens externes ===
* Hervé Willaime (ESPCI), [http://savoirs.ens.fr/expose.php?id=301 « La microfluidique, une science en devenir. Quelques exemples d’expériences et applications »], [[École normale supérieure (France)|ENS]], {{date-|12 mai 2005}}.

{{Palette Technologies émergentes}}
{{portail|physique|Micro et Nanotechnologie}}

[[Catégorie:Microfluidique]]