L'essor de la microfluidique a permis de nombreuses avancées dans le domaine de la santé, notamment grâce à des techniques d'intégration et d'automatisation des protocoles d'analyse dans des labopuces. La nécessité dans le domaine de la santé de travailler avec des volumes discrets (volume d'analyte donné) conduit naturellement à un type particulier de microfluidique, dite digitale. La technologie FlowStretch s'inscrit dans cette perspective séduisante.

Cette dernière est fondée sur un microsystème comprenant un ensemble de chambres élémentaires connectables à volonté et dont les volumes sont contrôlables. Pour cela, ce microsystème est doté d'une structure sandwich : une membrane hyperélastique est insérée entre une carte supérieure fluidique F et une carte inférieure pneumatique P. La carte P comporte un réseau de cavités hémisphériques ; cette carte est plaquée sur la carte F recouverte par la membrane. En regard de chaque cavité, deux parties circulaires se trouvent ainsi définies : la première sur la membrane constitue la paroi étirable d'une chambre et la deuxième sur la carte F la paroi fixe de cette même chambre. Par ailleurs sur la carte F sont micro-usinés un ensemble de canaux munis de vannes permettant la mise en communication des chambres étirables, ainsi que les ouvertures pour les entrées et les sorties fluidiques. Comme le fond de chaque cavité est connectée à un réseau de canaux pneumatiques alimentés par de l'air comprimé, la différence de pression ΔP de part et d'autre de la membrane est pilotable ce qui permet, dans une telle chambre au-dessus de la membrane, de délivrer ou d'extraire un flux liquide contrôlé. Les opérations de stockage, de mélange, de calibration des volumes et d'aliquotage, peuvent ainsi être réalisées très simplement grâce au pilotage des différentes chambres et vannes. On peut obtenir des débits liquides très faibles, mais aussi beaucoup plus importants (jusqu'à 2,5 mL/min) ce qui peut s'avérer utile pour mélanger deux fluides efficacement.

Pour anticiper le bon déroulement des différentes opérations fluidiques, il est souhaitable de connaître l'évolution du volume de la chambre en réponse à un écart de pression ΔP imposé, cette évolution dépendant des caractéristiques élastiques de la membrane. Dans ce but, une expérience a été menée sur une carte microfluidique dédiée constituée d'une chambre alimentée par un capillaire relié à un contrôleur de pression. Une caméra filme l'avancée du ménisque formé par le liquide dans le capillaire en fonction de la pression imposée par le contrôleur en pression. On en déduit la relation V = f(ΔP). Les expériences ont été menées sur des chambres de volumes 30 μL, 50 μL et 200 μL, pour des pressions allant de 0 mbar à 70 mbar, 85 mbar et 150 mbar respectivement. L'analyse des résultats d'expériences a permis de proposer une base de données sur le comportement hyperélastique de la membrane.

En faisant l'hypothèse d'une déformation hémisphérique de la membrane, on peut réécrire la relation entre le volume et la pression en une relation entre la déformation de la membrane et la contrainte mécanique à laquelle la membrane est soumise, afin de confronter les données expérimentales à trois modèles de solide hyperélastique : Neo-Hookean, Yeoh et Mooney-Rivlin. Il semble que ce dernier donne les meilleurs résultats. Ce type de confrontation est une première étape pour répondre aux enjeux de la manipulation des fluides dans des architectures complexes.