[en] Insects natural ability to walk upside-down and on any kind of substrate is the result of more than 300 million years of evolution. This highly efficient mechanism combines strong reliable adhesion, fast detachment, self-cleaning and wear resistance. It is based on the presence of micron-size slender structures coupled to a liquid secretion. The field of microtechnology struggles on the other hand to grasp and release components under the micron scale. The goal of this work is to draw inspiration from biological adhesion and to adapt those findings to artificial structures able to generate some similarly controlled adhesion.
In this thesis we present our results regarding the quantification of the natural walk kinematics of the dock beetle, a model of elastocapillary equilibrium applied to the adhesion structures of the dock beetle, a replication of this elastocapillary equilibrium with artificial structures and two techniques of microfabrication that can be used to generate similar structures. [fr] La capacité naturelle des insectes à se déplacer la tête en bas sur n'importe quel substrat est le fruit de plus de 300 millions d'années d'évolution. Ce redoutable mécanisme combine de hauts niveaux d'adhésion, un détachement rapide et une résistance à la contamination et à l'usure. Il est basé sur la présence de structures flexibles de la taille du micron couplées à une sécrétion liquide. D'autre part, le domaine des microtechnologies rencontre des difficultés quant-à la manipulation et le détachement de composants miniaturisés. L'objectif de ce travail est l'adaptation des mécanismes d'adhésion biologique à des structures artificielles capable de générer une adhésion contrôlée de manière similaire.
Nous présentons dans cette thèse nos résultats de quantification de la cinématique de marche naturelle de la chrysomèle de l'oseille, un modèle d'équilibre élastocapillaire qui s'applique aux structures d'adhésion de ce même insecte, une reproduction de cet équilibre élastocapillaire avec des structures artificielles ainsi que deux techniques de microfabrication capables de générer des structures de ce type.
Disciplines :
Engineering, computing & technology: Multidisciplinary, general & others
