Le resumé:
La micromanipulation précise de microparticules et de fluides ouvre de nombreuses perspectives dans des domaines aussi diverses que la micro-robotique, la microfluidique, l’ingénierie tissulaire ou encore la micro-médecine. Depuis le début du 20ème siècle, il a été observé puis modélisé que les ondes acoustiques pouvaient produire des forces s’exerçant à l’interface entre deux milieux d’impédance acoustique différents et/ou des écoulements, appelés respectivement pression de radiation et streaming acoustique. Ces deux effets résultent de non linéarités des équations de Navier-Stokes qui engendrent des effets cumulatifs (de moyenne temporelle non nulle). Néanmoins, la manipulation sélective, précise et en 3D de microparticules pour obtenir des pinces acoustiques analogues aux pinces optiques, nécessite d’utiliser des champs particuliers ayant les bonnes propriétés physiques. Dans ce séminaire, nous verrons comment des solutions à variable séparées de l’équation des ondes appelées vortex acoustiques peuvent être utilisées pour manipuler des microparticules. Nous verrons aussi comment ces ondes peuvent aussi générer des écoulements de topologie contrôlée. Nous verrons enfin comment ce type d’onde peuvent être produites en déposant des électrodes holographiques à la surface d’un milieu piézoélectrique.
References:
[1] M. Baudoin, J.-L. Thomas, R.A. Sahely, J.C. Gerbedoen, Z. Gong, A. Sivery, O. Bou Matar, N. Smagin, A. Vlandas, Spatially selective manipulation of cells with single beam acoustical tweezers, Nature Commun.,11: 4244 (2020)

[2] M. Baudoin & J.L. Thomas, Acoustic tweezers for particles and fluids micromanipulation, Ann. Rev. Fluid Mech., 52: 205-234 (2020)
[3] M. Baudoin, J.-C. Gerbedoen, A. Riaud, O. Bou Matar, N. Smagin, J.-L. Thomas, “Folding a focalized acoustical vortex on a flat holographic transducer: miniaturized selective acoustical tweezer,” Science Adv.: 5: eaav1967 (2019)
[4] A. Riaud, M. Baudoin, O.B. Matar, J. L Thomas and P. Brunet, On the influence of viscosity and caustics on acoustic streaming in sessile droplets: an experimental and a numerical study with a cost-effective method, J. Fluid Mech., 81: 384-420 (2017), highlighted in «Focus on Fluids»,