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2). Je préfère définir la microfluidique de façon plus large, comme la science et la technologie des systèmes manipulant des fluides et dont au moins l’une des dimensions caractéristiques est de l’ordre du micromètre.

Exemple de réseau microfluidique naturel : structure veineuse d’une feuille d’érable. Le reste de la feuille a été dissout par gravure pour ne conserver que les veines.

Écoulements des fluides à l’échelle micro- et nanométrique. Aux petites dimensions, les phénomènes physiques macroscopiques ne subissent pas seulement une diminution linéaire de leurs effets. Certains phénomènes négligeables deviennent prépondérants, comme la capillarité ; inversement, d’autres forces telles que la gravité deviennent négligeables [33]. L’utilisation de grandeurs sans dimension permet d’appréhender plus facilement les caractéristiques d’un système microfluidique [34]. La plus répandue est probablement le nombre de Reynolds Re, proposé en 1883 [35], qui caractérise le rapport entre les forces d’inertie et les forces de viscosité (Eq. 1.1). Les systèmes microfluidiques sont généralement caractérisés par un petit nombre de Reynolds : les forces de viscosité sont prépondérantes. Ce comportement se traduit par des flux laminaires. On peut également citer le nombre de Péclet Pe, liant convection et diffusion, et le nombre de Knudsen Kn, permettant de classifier les milieux continus. Squires et Quake décrivent en détail la physique et les nombres adimensionnels à l’échelle du nanolitre [34].

${\mbox{Re}}={\frac {\rho \,\ell \,V}{\eta }}={\frac {\ell \,V}{\nu }}$

Avec :

• $\rho$ la masse volumique du fluide (kg.m$^{-3}$) ;
• $\ell$ la taille caractéristique du système (m) ;
• $V$ une vitesse caractéristique (m.s$^{-1}$) ;
• $\eta$ la viscosité dynamique du fluide (kg.m$^{-1}$.s$^{-1}$, Pa.s, ou Pl) ;
• $\nu$ la viscosité cinématique du fluide (m$^{2}$.s$^{-1}$).

Développement. La microfluidique est un domaine de recherche particulièrement dynamique, comme en témoigne une rapide analyse de la production scientifique mondiale^{[note 1]} (Fig. 1.3). Whitesides relie ce dynamisme à quatre thématiques principales^{[note 2]} : la chimie analytique, la biodéfense, la biologie moléculaire et la micro-électronique [29] ; tout d’abord, le succès des méthodes analytiques au format capillaire (chromatographie liquide à haute performance, électrophorèse) a conduit à miniaturiser davantage les dispositifs, afin d’améliorer la sensibilité et la résolution des analyses. Le développement de la microfluidique a également été abondamment subventionné par les agences militaires, afin de répondre au risque des armes chimiques et biologiques. Par ailleurs, la course au séquençage du génome humain, rapidement suivi par le protéome et le métabolome, a rendu nécessaire le developpement d’outils d’analyse haut débit hautement parallélisables. Enfin, la microfluidique a largement profité des technologies de microfabrication, développées à l’origine pour la micro-électronique et les microsystèmes. On peut néanmoins s’étonner du fait que, malgré ces facteurs et ce dynamisme, la microfluidique n’ait pas encore envahi notre quotidien, en particulier dans le domaine de la santé. La raison principale que je vois à cette latence est que la microfluidique reste une discipline relativement jeune ; de très nombreux dispositifs ont été développés, enrichissant d’autant la boîte à outils microfluidique. Cependant, le problème reste leur intégration, leur assemblage cohérent et la possibilité d’utilisation du dispositif final par une personne non avertie. En ce sens, les tests de grossesse jetables, bien que plus simples, sont un exemple à suivre [37]. Je suis cependant confiant dans l’avenir de la microfluidique, qui a d’ailleurs été choisi en 2001 par la {{l