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Une feuille de route pour la microfluidique

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Lors de conférence Licom, durant la foire de Hanovre, a été présentée une étude sur les perspectives, les évolutions, les obstacles et les marchés de la microfluidique, technologie clé pour le développemen

La microtechnologie est par essence pluridisciplinaire et la microfluidique n’échappe pas à la règle : la commercialisation réussie d’une application est au prix de la collaboration, au niveau du projet, de nombreuses disciplines, celles de bases, celles du domaine visé, et celles propres aux MEMS et à l’ingénierie.

Mais où va la microfluidique ? C’est ce qu’a expliqué en détail Felix von Stetten de l’Imtek Université de Freiburg (Allemagne) en présentant lors de la première conférence Licom sur la microfluidique qui se tenait lors de la foire de Hanovre Flowmap, une étude sur le développement des marchés de la microfluidique réalisée par IMTEK, l’Université de Cranfield (Grande Bretagne), HSG IMIT et Yole développement.

Tout ce que l’on pratique actuellement sur les fluides (gaz et liquides) est possible à l’échelle micro : tuyaux (situés dans l’épaisseur d’un matériau), mélangeurs, vannes, pompes sont réalisables dans une multitude de matériaux. Mais en plus on peut aussi intégrer dans un même dispositif directement l’analyseur du liquide (spectrographe par exemple) en amenant la lumière par une fibre optique. Les possibilités semblent infinies et les applications émergent : criblage à haut débit en laboratoire, analyse rapide de l’eau, nébuliseurs optimisés etc.

Toutes applications confondues la microfluidique représente en  2002 un marché mondial de 15 G$ soit 40 % du marché des microsystèmes, dont 10 G$ pour le jet d’encre avec 500 millions d’unités par an (chiffres étude Nexus), activité dominée par quelques grands.

L’étude de Yole estime pour sa part le marché de la microfluidique dans les sciences du vivant en 2002 à 510 M€, ventilés en 300 pour le médical, 180 pour la recherche de médicaments et 25 pour l’écologie.

Une bonne moitié des experts interrogés pour cette étude (150) estiment que le marché aura une croissance annuelle supérieure à 30 % ce qui porterait son montant en 2008 à 1,4 G€ dont 600 pour le médical, 510 pour la découverte des médicaments, 240 pour la thérapie et 80 pour l’environnement.

Il est clair que le développement sera très lié au médical mais les secteurs industriels pourraient être aussi de la partie pour peu que l’on pense un peu plus aux avantages des microtechnologies : réduction des volumes utilisés (de colle, de réactif, de soudure etc) et des déchets, encombrement moindre, et pour ce qui est du domaine de l’analyse, des coûts de réactifs bien moindre (moins de volume) et des résultats plus rapides. Autre gros secteur concerné, l’énergie avec tout ce qui fait une pile à combustible et ses annexes.

Les obstacles sont bien sûr l’inertie des habitudes, les coûts encore élevés des dispositifs et parfois les réglementations. Si la microfluidique actuelle s’est longtemps cantonnée au silicium, et au verre, les matières plastiques apporteront des avantages essentiels en matière de coûts réduits et de rapidité de production, ce qui implique de développer des méthodes particulières de traitement des surfaces, de scellement.

On peut regretter toutefois la quasi absence des français sur ces dispositifs en plastiques d’autant plus que dans le reste de la foire de Hanovre, les sociétés allemandes déjà présentes sur ces marchés émergeants montraient toutes leurs compétences. La technologie est mûre, il faut passer aux applications et intégrer la microfluidique dans de nouveaux appareils!

Jean Pierre Dan, responsable du marketing et des ventes du CSEM Centre Suisse d’électronique et de microtechnique (société de développement), qui concluait ce premier colloque, est d’accord sur la maturité de la microfluidique mais rappelle qu’il reste de travail : « Il faut développer plus les matières plastiques, faire en sorte que les dispositifs soient totalement intégrés (l’électronique et le traitement du signal sont souvent déportés), il manque encore de règles de conception et ce qui est loin d’être un détail, le packaging et la connectique restent un point faible. Il faut absolument avoir une approche système ! ».

 La microélectronique s’est fortement intéressée au packaging et la discrétion sur ce sujet, des sociétés qui intègrent montre à quel point cette étape est décisive, pleine de savoir faire jalousement gardé. Mais les scientifiques ne s’intéressent pas à cet aspect qui ne donne pas lieu à publication, aux industriels de ce concentrer sur cet aspect.

Autre point peut-être encore faible de la microfluidique : la manipulation de “liquides du monde réel“ et pas seulement de fluides purs. Par là on pense aux liquides biologiques (sang, lait, latex…) très complexes et variables. Il faut aussi se pencher dès maintenant, et surtout en matière médicale sur l’acceptabilité de tels dispositifs. La miniaturisation conduit par exemple à des possibilités d’implantation, mais il faut penser à demander son avis au patient et discuter.

L’étude FlowMap donne une bonne idée des perspectives et des méthodes de la microfluidique pour un prix modique : 100€ sur CD et 200 en version papier. Le site FlowMap la présente et fournit bien des liens avec les principaux acteurs, centres de recherche et industriels.

Christian Guyard

Pour en savoir plus
 - FlowMapMicrofluidics Roadmap for the life sciences : www.microfluidics-roadmap.com
-  CSEM Centre suisse d’Electronique et de microélectronique SA
Jacquet Droz 1  CH 2007 Neuchatel  www.csem.ch
- IMTEK Institute of Microsystem Technology University of Freiburg Georges-Koehler-Ale 103 D 79110 Freiburg Peter Koltay  koltay@imtek.de   www.imtek.de/anwendungen
- Réseau Licom : The Liquid handling Competence Center  www.licom.net
- Réseau Europractice : www.europractice.net

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