Artificial cilia : a physical model for ciliary propulsion

Most microorganisms use cilia or flagella as a means of propulsion. These low Reynolds number swimming mechanisms have been studied theoretically and experimentally on living organisms. However, so far very few physical experimental models have been realised. We describe here the fabrication of microscopic artificial cilia, actuated by a magnetic field. These artificial cilia share with real cilia a large aspect ratio, great flexibility, and the actuation by a magnetic torque distributed along thier full lenght. We studied the planar and three-dimensional beatings of these magnetic cilia. We also characterized the forces and flows induced in the surrounding fluid.De nombreux micro-organismes vivants se propulsent en utilisant des cils ou des flagelles. Cette nage à petit nombre de Reynolds a fait l'objet de nombreuses études théoriques et expérimentales sur les organismes vivants. Toutefois il existe très peu de modèles physiques expérimentaux. Nous décrivons ici la construction des cils artificiels microscopiques actionnés par un champ magnétique. Ces cils artificiels ont en commun avec les cils réels un très grand allongement, une grande flexibilité et un mode d'actuation par couple réparti. Nous avons étudié les dynamiques de battement (planaire et tridimensionnel) de ces cils magnétiques. Nous avons également caractérisé les forces et les écoulements qu'ils induisent dans le fluide environnant