Etude théorique et expérimentale des forces électrostatiques appliquées à la micromanipulation: influence de l’´etat de surface

by Sausse Lhernould, Marion

Le lois qui régissent le monde macroscopique ne s’appliquent pas toujours aux nanodomaines. Beaucoup de problèmes sont rencontrés lors de micromanipulations. Ces problèmes nécessitent d’être étudiés afin de pouvoir concevoir et produire des outils performants en micromécanique. A l’´echelle microscopique, les forces qui prédominent sont les forces de van derWaals, de capilarité et électrostatiques. Ce travail a pour thème les forces électrostatiques car elles sont les moins étudiées. Le but de ce projet est le développement d’un outil de simulation afin d’étudier les forces électrostatiques adhésives. Ce problème implique la compréhension de certains mécanismes comme l’électrification de contact. En pratique, le but sera de trouver des solutions pour contrôler les forces électrostatiques lors de la conception de micromanipulateurs et de développer des stratégies pour la micromanipulation. Ceci est possible grâce à un outil de simulation et à l’étude de la littérature. La particularité des simulations repose sur la prise en compte des paramètres de rugosité grâce à l’utilisation de la fonction fractale de Weierstrass-Mandelbrot. La première partie est dédiée à la revue de la littérature afin de comprendre les principes fondamentaux de l’électrostatique, les applications, et de répertorier les modèles de prédiction existants. Un outil de simulations est présenté et validé dans la seconde partie ainsi que le choix de la représentation fractale de la rugosité. Enfin, un banc de mesures de nano-forces est présenté qui permet de valider les resultats des simulations.