Conception d'une nouvelle tête d'impression pour la réalisation de biopuces à l'ADN

This work is focused on the design and fabrication of a new print head for biological sample deposition to elaborate DNA biochips. Biochips allow to analyse and to detect thousands of DNA samples (or proteins) in few hours. Biochips fabrication consists in arranging biological samples in form of spots on a solid substrate forming a microarray. Among current fabrications techniques, pin microarrayer is a simple and versatile recognized process. This process is based on direct contact between thin pins and the biochip support. The deposition is made through capillary forces. We propose two mechanical solutions for the improvement of the production performances in term of production time, flexibility and precision, in correspondence with the evolution of biological analysis methods. The first consists in compliant mechanism design for pin guiding. It makes it possible to offer an accurate positioning of each print pin and increases touching force control during spot deposition operation. Low space is available for each flexible guiding and we propose a new flexible structure. The second solution is selecting pins at each printing operation by up-and-down movement of pins. Proposed print head has 1536 pins. Operations of printing are decreased and vertical displacements of pins are reduced productivity is significantly increased. Reliability and flexibility are significantly improved. Shape memory alloy microactuators are developed for pin selectionCe travail concerne l'étude et le développement d'une nouvelle tête d'impression dédiée à la réalisation de biopuces à ADN. Les biopuces permettent d'analyser et d'identifier en quelques heures des milliers de séquences d'ADN (ou de protéines). L'opération de fabrication des biopuces consiste à réaliser sur un substrat un arrangement matriciel et rapproché de différents composés biologiques. Parmi les différentes techniques de fabrication de biopuces actuelles, le robot micropipeteur est un appareil reconnu pour sa simplicité et sa flexibilité d'utilisation. Le procédé est fondé sur la technique de dépôt par contact de micro-pointes. Nous proposons deux solution mécaniques complémentaires pour l'amélioration des performances du robot en terme de temps de fabrication, de flexibilité, et de précision en positionnement des dépôts. La première consiste à la conception d'un mécanisme flexible pour le guidage des outils de dépôt de la tête d'impression. Elle améliore le positionnement des pointes et le contrôle de la force d?appui lors du dépôt des solutions biologiques. Les contraintes dimensionnelles liées à l'application ont amené à concevoir un nouveau type de structure flexible. La seconde consiste en la sélection individuelle des outils de dépôt par activation verticale commandée. La tête d'impression proposée comporte 1536 outil de dépôt. La solution proposée permet de diminuer le nombre d'opération du cycle d'impression ainsi que la vitesse de déplacement vertical des outil et d?augmenter sensiblement la productivité. La fiabilité et la flexibilité du robot sont ainsi améliorées. Des actionneurs en alliage à mémoire de forme sont utilisés pour l'actionnement des outil