Six étudiants de la filière Instrumentation et techniques biomédicales de l'Institut supérieur d'ingénieurs de Franche-Comté (ISIFC) ont été sélectionnés par la prestigieuse Agence spatiale européenne (ESA) pour participer à une campagne de vols paraboliques.
Ce type de vol, ainsi nommé parce que l'avion − un Airbus A300 − décrit une parabole, permet de créer à l'apex de la trajectoire, et pendant 20 secondes, un état proche de l'apesanteur (microgravité). L'intérêt est indéniable pour l'entraînement des astronautes, pour le test de matériel avant leur départ dans l'espace, mais aussi pour la réalisation d'expériences visant à comprendre l'influence de la gravité sur des phénomènes physiques ou biologiques.
• C'est sur ce dernier point qu'interviennent les élèves-ingénieurs. L'expérience qu'ils ont proposée − celle-ci se devant d'être originale, simple à mettre en oeuvre et concluante en 20 secondes − vise à étudier le déplacement de particules* dans un liquide à l'aide d'ondes acoustiques. Sur Terre, en présence d'un champ acoustique généré par un transducteur piézoélectrique, des particules immergées dans un liquide se soulèvent sous l'effet de la pression de radiation acoustique. Cette technique, qui fait l'objet d'un des axes de recherche du LPMO − laboratoire de Physique et métrologie des oscillateurs −, en est au stade expérimental. Elle permettrait néanmoins de manipuler des particules à distance et sans contact. Il est facile alors d'envisager des applications dans le champ biomédical.
Cependant, avant toute chose, il est nécessaire de bien comprendre la réaction des particules aux champs acoustiques en fonction de leur masse, de leur taille ou de leur forme et de déterminer le facteur prépondérant.
Analyser le comportement des particules en absence de gravité, donc en s'affranchissant du poids, peut donner quelques éléments de réponse. Deux expériences vont être tentées. La première consiste à extraire les particules d'un flux liquide. La seconde concerne la décantation. Ce phénomène, dû exclusivement à la gravité, ne peut se produire en apesanteur. Or, en remplaçant le champ gravitationnel par un champ de pression acoustique, il serait possible d'obtenir une décantation d'un type un peu différent. Alors que dans le cas de la gravitation, la force exercée sur la particule dépend du cube de son rayon, sous l'effet du champ acoustique, elle dépend du carré du rayon. Les étudiants pourront vérifier la manipulation acoustique de particules micrométriques et millimétriques.
• Sélectionnée parmi les expériences de quatre écoles d'ingénieurs françaises dont l'École polytechnique, celle-ci reflète bien la spécificité de la filière Instrumentation et techniques biomédicales : travailler à l'interface des sciences pour l'ingénieur et du biomédical.
Arnaud Runge
ISIFC
Université de Franche-Comté
Tél. 03 81 66 60 44
Fax 03 81 66 67 00
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Jean-François Manceau
Département LPMO – Institut FEMTO-ST (UMR CNRS 6174)
Université de Franche-Comté / ENSMM / UTBM
Tél. 03 81 85 39 55
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