Hugo DAGUERRE : "Estimation de position basée sur l’impédance électrique pour la microrobotique mobile"

Résumé : Cette thèse s'intéresse à la localisation d'objets subcentimétriques en mouvement. L'intérêt croissant pour ce sujet provient de l'émergence du champ de la microrobotique mobile. En effet, de nombreux robots miniatures à actionnement sans contact sont envisagés pour des applications médicales in vivo. De plus, des techniques microrobotiques sont également à l'étude pour des opérations in vitro variées à l'échelle d'une cellule biologique unique. Toutefois, l'exécution précise de ces opérations implique de garantir le positionnement des entités manipulées. L'accès à une information de position est donc essentiel pour ces applications de la microrobotique dans le domaine biomédical. Pour répondre à ce besoin, cette thèse propose des méthodes de localisation innovantes basées sur des mesures d’impédance électrique. La méthode de la tomographie d'impédance électrique a été utilisée pour reconstruire une cartographie de la totalité d'un espace de travail. Des microrobots magnétiques se déplaçant dans cet espace ont pu être identifiés sur cette cartographie et suivis au cours de leurs mouvements. En milieu microfluidique, dans un système comportant moins d'électrodes, donnant donc accès à moins de mesures d'impédance, des microparticules se déplaçant à haute vitesse ont également pu être localisées au cours du temps. Sans cartographier la totalité de l'espace de travail, une méthode d'observation d'état (le filtre de Kalman étendu) a permis de combiner un modèle connu du déplacement des particules avec les mesures d'impédance réalisées pour estimer leur position. Ainsi, cette thèse montre par différents procédés que l’exploitation des variations d’impédance induites par la présence d’un objet subcentimétrique entre plusieurs électrodes peut permettre de déterminer la position de celui-ci.

Composition du jury :

M. Michaël GAUTHIER Directeur de recherche Université Bourgogne Franche-Comté Directeur de thèse
Mme Christine PRELLE Professeure des universités  Université de Technologie de Compiègne Rapporteure
Mme Aude BOLOPION Chargée de recherche Université Bourgogne Franche-Comté Co-directrice de thèse
M. Sinan HALIYO Maître de conférences Sorbonne Université Rapporteur
M. Sarthak MISRA Professor University of Twente Examinateur
M. Xavier BRUN Professeur des universités INSA Lyon Examinateur
M. Benoît ROSA Chargé de recherche CNRS Examinateur

Localisation :  Amphitéâtre Jean-Jacques Gagnepain - FEMTO-ST 15B Avenue des Montboucons 25000 Besançon