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La fabrication digitale au service de la microfluidique : un duo gagnant

Date de publication
11 février 2020
facebook twitter LinkedIn Google Mail Environnement/Matériaux/Santé Print
manetco, tanguy van regemorter, sami yunus, microfluidique

Manetco réunit les compétences de Tanguy Van Regemorter et de Sami Yunus pour réaliser à façon les pièces et les dispositifs microfluidiques.

Le développement d’une pratique interdisciplinaire est la clé de la recherche fondamentale de demain

Imaginez un espace de création infini – à mi-chemin entre le « fablab » et le « hacker space » – piloté par des scientifiques de très haut niveau qui, pour répondre aux nouveaux défis de l’industrie, développent des solutions technologiques élégantes (fabrication de pièces microstructurées, fonctionnalisation de surface, automatisation de processus), impriment en 3D ses propres équipements et contrôlent en temps réel les résultats de ses prototypes. Avant d’accompagner les entreprises dans l’industrialisation de procédés aussi exotiques que la microfluidique ou la chimie en continu.

Arrêtez d’imaginer : tout cela est bien réel. Lorsque Tanguy Van Regemorter, Docteur en chimie des matériaux de l’Université d’Uppsala (spécialisé en science des matériaux, chimie des surfaces, nouvelles technologies et développement commercial) et Sami Yunus, Docteur en physico-chimie organique (spécialisé en science des matériaux, prototypes, automatisation et biocapteurs) se sont rencontrés, ils ont rapidement formé un binôme-clé capable d’identifier la bonne solution pour accélérer le développement d’équipements industriels.

Mais ce sont bien plus que des « makers » de haut niveau : ils offrent aussi à leurs clients une « compréhension globale du processus d’innovation, y compris des contraintes de temps et de coûts au-delà des défis technologiques pour s’assurer que la solution finale est abordable et respecte les contraintes de production ».

« J’avais un rêve d’enfant, explique Sami. Créer un centre de recherche. Quand j’ai vu la réalité, je me suis dit : on va faire autrement ». Et ils l’ont fait. Pour le plus grand bonheur des industriels.

Les conseillers d’InnovaTech vous aident à découvrir vos futurs partenaires

Par leur travail quotidien au sein de PME innovantes, les conseillers technologiques d’InnovaTech ont acquis une connaissance fine des compétences techniques présentes sur le territoire wallon.

En les rencontrant, vous disposez donc d’une ressource précieuse qui vous permettra d’avoir une vue aussi pertinente que possible des techniques et partenariats possibles pour vous aider à développer plus efficacement vos innovations. Sans réinventer la roue.

Chaque semaine, via notre newsletter, nous vous présentons ces acteurs – développeurs privés, industriels, centres de recherche, laboratoires universitaires – qui sont prêts à vous aider. Restez en contact avec nos conseillers et nos clients.

Cette semaine: découvrez les compétences de Manetco

Tanguy Van Regemorter: microfluidique et impression 3D

manetco, tanguy van regemorter, sami yunus, microfluidiqueLe gérant de MANETCO (Materials and new technologies) est un ingénieur industriel issu de l’Institut Meurice (process chimique) qui fera sa thèse de doctorat à l’Université d’Uppsala (en Suède). Dans le cadre d’un projet de recherche européen Marie Curie – des projets qui favorisent l’échange, la formation et la mobilité des chercheurs européens – il a travaillé sur la synthèse du diamant avec une dizaine de partenaires et a développé un modèle théorique autour de la chimie de surface du diamant.

Il fait sa thèse durant 4 ans et à l’issue de la présentation de celle-ci, il devient docteur en chimie des matériaux. En 2009, il rejoint l’Université de Mons et le laboratoire de chimie des matériaux de l’UMons dirigé par Roberto Lazzaroni, où il travaille sur la modélisation de l’interface entre l’inorganique (composés céramiques) et les couches électroniques organiques (colorants ou plastiques, par exemple). Il va particulièrement étudier le photovoltaïque et les technologies permettant de « peindre » des plaques solaires LED et des diodes flexibles.

Sami Yunus: un contrôle en continu des performances

manetco, tanguy van regemorter, sami yunus, microfluidiqueSami Yunus est titulaire d’un diplôme en sciences chimiques et d’un doctorat en physico-chimie organique (ULB). Sa carrière « d’électron libre » dans la recherche lui a permis d’acquérir des connaissances dans d’autres domaines tels que l’électronique, l’informatique, la mécanique et la science des matériaux. Il a effectué deux post-doctorats avec des physiciens en électronique moléculaire, et un troisième post-doctorat – avec des ingénieurs – sur les capteurs chimiques. Il a également mené des recherches appliquées sur les capteurs biologiques avec des microbiologistes et des médecins.

L’homme qui fréquente les laboratoires les plus prestigieux, tels le CERN ou les laboratoires de microélectronique de l’École Polytechnique de Lausanne (EPFL), a été chercheur qualifié au CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche), équivalent italien de notre FNRS, durant deux ans (2002-2004) où il a travaillé dans les laboratoires des co-titulaires du prix Nobel de Chimie Karl Ziegler et Giulio Natta.

Aquatic Science ou Miam Factory

qualité des eauxIl développe depuis une quinzaine d’années, pour le compte de l’UCL, des capteurs biochimiques qui débouchent sur des travaux de plus en plus appliqués pour le compte de diverses entreprises françaises ou suisses mais aussi belges et plus particulièrement wallonnes : Aquatic Science (développement de la langue électronique) ou Miam Factory ( personnalisation alimentaire, comme l’impression 3D de chocolat, la gravure laser sur macaron et ou chocolat) pour le compte de laquelle Sami a travaillé sur l’industrialisation du procédé d’impression du chocolat. C’est d’ailleurs dans ce cadre qu’il a imaginé et qu’il a mis au point le procédé permettant de personnaliser la friandise en posant des photos dessus.

À l’Université de Liège, il travaille aussi au sein du département SmartTech sur le développement de méthodes automatiques d’élevage et de surveillance des insectes, mais aussi sur les réacteurs alimentaires du futur, les technologies d’impression biologique 1D, 2D et 3D et les capteurs dans l’industrie agroalimentaire.

Il a, par exemple, pour le compte de Microspir, une spin-off de l’Université de Liège, participé au développement de Spirhome. Il y a réalisé le prototype du réacteur permettant de cultiver chez soi la spiruline (une algue riche en nutriments poussant habituellement dans les lacs volcaniques de la ceinture intertropicale), passant ensuite à la pré-industrialisation et à l’organisation du transfert vers l’industrie.

« Les laboratoires du futur » sont déjà là!

manetco, tanguy van regemorter, sami yunus, microfluidiqueAujourd’hui, Sami Yunus travaille simultanément dans plusieurs domaines de recherche, « considérant le développement d’une pratique interdisciplinaire comme étant la clé de la recherche fondamentale de demain » comme il l’indiquait à la RTBF. Cette transdisciplinarité lui permet de poursuivre librement ses recherches, notamment au travers de l’ASBL Incubhacker, le hackerspace de Namur, un lieu où des personnes peuvent échanger ou collaborer sur des projets technologiques ou de recherche. Pour Sami, ce sont les laboratoires du futur.

Il met également ses talents au service de l’ASBL Humanitarian Prosthetists Organization (HPO) qui fabrique par impression 3D des prothèses pour les enfants en Afrique. Sami a ainsi participé à la recherche électromyographique et intelligence embarquée de ce type de prothèses.

Microfluidique et impression 3D

« A la base, explique à son tour Tanguy Van Regemorter, je suis très orienté matériaux et nouvelles technologies au service de la microfluidique et de la chimie en continu ».

C’est quoi la microfluidique ?

MicrofluidiqueLa microfluidique, c’est de la plomberie miniature. Elle permet de réaliser des laboratoires d’analyse qui tiennent dans l’espace d’une goutte. Cette science, apparue dans les années ’90, étudie le comportement des fluides à l’échelle micro, leur écoulement au travers de microcanaux (- de 1mm).

Pourquoi étudier le mouvement des fluides dans des environnements aussi petits ? Parce que la miniaturisation a l’avantage d’augmenter la vitesse d’analyse, de réduire la taille des échantillons et la quantité de réactifs nécessaires.

Elle est devenue ces dernières années une technologie en vogue de par sa flexibilité et sa capacité à intégrer et automatiser toute étape nécessitant une intervention humaine.

Lisez l’article que nous avions consacré à cette technologie en septembre 2019.

Chimie en continu et intensification des procédés

intensificaton des procédésQuant à la chimie en continu, ou intensification des procédés, ce sont des technologies innovantes destinées à rendre la chimie plus efficace.

L’intensification des procédés, on en parle depuis les années ’70. Les contraintes auxquelles est confrontée l’industrie chimique s’accroissent régulièrement. Les installations doivent être de plus en plus sûres. Tandis que les productions doivent répondre à des critères de qualité et de rendement pour pouvoir faire face à la concurrence.

Tous ces besoins ont amené les scientifiques à développer des nouvelles technologies et techniques. C’est ainsi que le concept d’intensification des procédés est né. Il a été initié par le chimiste Colin Ramshaw, en 1970.

Des économies cumulées de 30%

intensification des procédésIl travaille au laboratoire de Génie chimique à l’Université de Newcastle et est professeur invité à l’Université de Cranfield.

Alerté par l’augmentation des coûts de maintenance des installations, il avait proposé de remplacer les unités déjà en place par des appareils plus compacts et plus faciles à entretenir.

Depuis, l’intensification des procédés constitue un enjeu permanent pour l’industrie chimique. Elle est implicitement au cœur du développement de recherches au sein de la communauté du génie des procédés.

Ce concept a révolutionné l’industrie chimique qui est passée d’une production traditionnelle en réacteur batch (par lots) à un réacteur continu et cela marche: l‘intensification des procédés peut ainsi conduire à des économies cumulées de 30 % en matières premières et énergies et en coûts d’investissements (CAPEX) et opératoires (OPEX), selon Jean-Claude Charpentier, Professeur et Directeur de Recherche Émérite du CNRS.

Lisez l’article que nous avions consacré à cette technologie en février 2017.

Du pôle MecaTech à Manetco

Après un passage au Pôle MecaTech, de 2012 à 2015, où Tanguy Van Regemorter travaille sur des montages de projets (matériaux et procédés chimiques) ainsi que sur la structuration, le suivi de ces projets et leur valorisation, il devient Business développeur pour start-up technologique, à titre indépendant.

« Il y a plein de jeunes entreprises qui ont du mal à mettre leur projet sur le marché, explique-t-il. J’ai donc proposé mes services à ces start-ups ».

Il est vrai qu’il connaît particulièrement bien l’écosystème wallon de ces jeunes pousses. Pour le compte d’EKLO (anciennement CIDE-Socran), il a réalisé de nombreuses études de marché pour des entreprises technologiques actives dans les secteurs du MedTech (microfluidique), des matériaux et dans les traitements de surface.

C’est durant toutes ces années que Tanguy va réaliser qu’entre les équipements génériques et hors de prix destinés à la microfluidique et les « bidouillages » plus ou moins réussis de machines qui n’étaient pas destinées à cette technologie, il n’existait rien.

Impression 3D, microfluidique, capteurs et puces

En créant MANETCO, il va proposer des solutions alternatives très efficaces, en mettant l’impression 3D à disposition de la microfluidique.

« Lorsque le bon matériau ou la bonne technologie de fabrication est difficile à trouver, le développement d’un nouvel équipement ou l’exécution efficace d’un processus de production peuvent devenir problématiques. Cela est particulièrement vrai si les pièces sont complexes à construire, nécessitent de nombreuses étapes d’assemblage ou sont nécessaires en très petites quantités ».

manetco, tanguy van regemorter, sami yunus, microfluidiqueLes technologies de fabrication numérique peuvent aider à créer et produire rapidement de très petites pièces, à des prix très compétitifs même si elles sont très complexes. Ainsi pour le compte d’une très grande entreprise pharma, Manetco a réalisé, pour 200€ en impression 3D, une pièce qui n’existait tout simplement pas dans le commerce. La seule alternative pour obtenir quelque chose d’équivalent aurait été d’acheter un équipement complet. Dont coût : un minimum de 50.000 €.

« C’est cette approche là qu’on suit », confirme-t-il.

manetco, tanguy van regemorter, sami yunus, microfluidiqueSon métier : « je réalise le design pour la conception de pièces destinées à la microfluidique (chimie en continu) en impression digitale, en particulier pour l’industrie de la santé, dont les contraintes sont énormes ». Des contraintes maîtrisées grâce notamment aux matériaux utilisés et aux traitements de surfaces qu’il applique à ces pièces (anti-corrosion, capable de résister à des solvants, à des températures extrêmes, respect des normes de production propres à l’industrie de la santé).

Et c’est ici que le duo prend toute sa valeur. Tanguy réalise en impression 3D des dispositifs microfluidiques pour des clients de toute taille et fonctionnalise les surfaces tandis que Sami valide les résultats de ces dispositifs : pour savoir si le mélange généré est efficace, Sami crée des pompes et place des détecteurs à la sortie : des capteurs optiques électrochimiques ou encore des puces microfluidiques qui vont détecter les composants.

Ces détecteurs fonctionnent en continu, analysant les résultats attendus. Un dispositif agrémenté d’une boucle de rétroaction permettant de réaliser les corrections nécessaires.

Un laboratoire du futur qui combine l’excellence des résultats et des coûts raisonnables.

Qui dit mieux ?


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