Tristan Gilet
Chargé de cours au Département d’Aérospatiale & Mécanique – Microfluidique
Côté Face – Côté Pile
Le chercheur et son parcours
Tristan Gilet est né à Liège en 1981. Il commence ses études d'ingénieur civil à l'Université de Liège (ULiège) en 1999. Grâce au programme de double diplomation TIME, il devient ingénieur en aéronautique de L’Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace ISAE-SUPAERO (Toulouse) en 2004, puis ingénieur civil physicien (ULiège) en 2005. Durant ces masters, il découvre avec passion la mécanique des fluides et ses multiples facettes : l'aérodynamique, la turbulence, l'océanographie, etc. Son travail de fin d’études porte alors sur la modélisation des écoulements d'air dans les voies respiratoires lors des apnées du sommeil (Promoteurs Rodolphe Sepulchre et Jean-André Essers). Pendant sa thèse de doctorat en sciences physique (Promoteur Nicolas Vandewalle, Faculté des Sciences, ULiège), il change d'échelle et s'intéresse alors aux écoulements microscopiques associés aux mouvements de gouttes d'eau et d'huile. Il en décrit le glissement, le rebond, la fusion et la scission dans divers cas d'étude fondamentaux. De 2009 à 2011, il poursuit ses recherches lors d'un post-doctorat dans le laboratoire de John W. M. Bush, au Massachusetts Institute of Technology, Département de mathématiques. Fin 2011, il réinvestit l’Université de Liège où il est alors engagé comme chargé de cours pour développer une activité en microfluidique.
Côté face, Tristan Gilet anime une petite équipe, le Microfluidics Lab, qui effectue des recherches selon deux axes :
Axe 1 : L'équipe étudie plusieurs écoulements microscopiques rencontrés dans la nature, par exemple l'interaction de la pluie avec la surface des feuilles de plantes (figure 1), les écoulements de l'eau à la surface des stalagmites, ou les pattes lubrifiées des insectes. Le but est de comprendre l'incidence qu'ont ces écoulements sur le fonctionnement du système naturel étudié.
© Tristan Gilet
Figure 1 : Les gouttelettes formées lors de la fragmentation des gouttes de pluie sur les feuilles des plantes représentent un vecteur important, tant pour des molécules (polluants, nutriments) que pour des micro-organismes (bactéries, champignons)
Axe 2 : L'équipe développe plusieurs technologies "microfluidiques", qui consistent à contrôler les écoulements au sein de chambres et canaux microscopiques manufacturés (figure 2). Ces développements sont souvent effectués à la demande de laboratoires en sciences de la vie.
Figure 2 : Deux structures microfluidiques conçues et caractérisées expérimentalement au Microfluidics Lab. La structure de gauche permet de sélectionner et de mélanger moins d'un microlitre de réactifs successifs à l'aide d'une simple centrifugeuse de laboratoire (projet SPW Win2Wal ChipOmics). La structure de droite est un aiguillage microscopique qui permet de sélectionner/rejeter des gouttelettes de 100 µm de diamètre en fonction de leur contenu (technologie à la base de la spin-off LiveDrop)
Côté pile, Tristan Gilet est papa et aime passer du temps en famille, notamment autour de jeux de société. Il est aussi musicien, amoureux de musique classique et de jazz. Il a étudié le piano, la composition et l'improvisation jazz au Conservatoire de Verviers. Il a joué dans plusieurs formations jazz et accompagné chanteuses et chanteurs dans une variété de spectacles (Coline, Nougarômes, etc.). Il adore se balader en forêt. Sensible depuis 15 ans aux multiples enjeux écologiques, il passe un peu de temps au jardin, d'où il tire fruits, légumes, œufs, et copeaux de toilette sèche. Sans y voir aucun paradoxe pour un ingénieur en aéronautique, il évite au maximum de prendre l'avion afin de ne pas faire exploser son empreinte carbone.
Les enjeux sociétaux et industriels de ces recherches
Les 2 axes de recherche mentionnés ci-dessus peuvent avoir des retombées dans plusieurs domaines.
Axe 1 : La pluie, en tombant et en éclaboussant les feuilles des plantes, transporte quantité de composés chimiques et de micro-organismes au travers du couvert végétal (figure 1). Par exemple, elle récolte des polluants atmosphériques qu'elle dépose sur ces feuilles. Elle emporte et disperse également les bactéries et les spores des champignons qui se développent à la surface des feuilles. Ce faisant, elle est responsable de la propagation épidémique de nombreuses maladies foliaires en agriculture. Chaque année, et partout dans le monde, des cultures aussi importantes que le blé et le café sont sujettes à d'intenses attaques de champignons contre lesquels les traitements phytosanitaires et la sélection de variétés résistantes ne suffisent pas nécessairement. Les recherches du Microfluidics Lab, en collaboration avec plusieurs équipes européennes (notamment, le CIRAD (Montpellier), l'Institut d'agrophysique de l'Académie des Sciences de Pologne, l'Université de Ljubljana de Slovénie) visent à comprendre comment, mécaniquement, la pluie et ses éclaboussures aident au transport de ces composés chimiques et micro-organismes.
Ainsi, au travers de cet axe, le Microfluidics Lab sert la recherche en agronomie. Mais pas seulement. Les micro-roboticiens pourront également s'inspirer de ces travaux sur les pattes d'insectes pour développer de nouveaux préhenseurs de micro-objets. Et, grâce aux écoulements étudiés par le Microfluidics Lab, les paléoclimatologues pourront affiner le lien qui leur permet, au départ de la mesure de la croissance passée des stalagmites, d'en déduire les climats des temps anciens. Les applications sont ainsi diverses et variées !
Axe 2 : Chacun est régulièrement amené à collecter un peu de sang, de salive ou d'urine pour réaliser un diagnostic médical. Cette collecte peut avoir lieu chez le médecin, dans un centre de prélèvement, parfois à la maison, ou au chevet d'un patient en milieu hospitalier. L'échantillon collecté doit être envoyé dans un laboratoire d'analyse, car l'expertise, le matériel et les ressources humaines ne sont pas disponibles sur place. Échantillons biologiques et réactifs sont manipulés par des robots, pour les plus laboratoires les plus riches, ou manuellement à la pipette, lorsque les laboratoires n'ont pas d'autres moyens. Dans les deux cas, le volume de liquide minimal qui peut être manipulé est souvent de l'ordre de la dizaine de microlitres (un petit cube de 2 à 3 millimètres de côté). Bien qu'un tel volume puisse sembler très petit, il est souvent bien plus grand que nécessaire pour récolter l'information biologique pertinente. En contrôlant les écoulements microscopiques, les technologies microfluidiques développées par l'équipe de Tristan Gilet parviennent à manipuler des volumes microscopiques de manière automatisée. La miniaturisation permet notamment une économie substantielle d'échantillons et de réactifs nécessaires à un diagnostic (SPW Win2Wal ChipOmics (Gabriel Mazzucchelli)), tandis que l'automatisation permet la réalisation de certaines analyses en temps réel au chevet du patient (SPW Win2Wal Medicare (Bernard Joris)). L'équipe met également au point un dispositif pour récolter automatiquement à domicile de la sueur un fluide biologique encore peu exploité et pourtant riche d'informations (SPW Win2Wal SmartSweat (Gabriel Mazzucchelli)). Enfin, le Microfluidics Lab développe une technologie de manipulation de gouttelettes microscopiques dans des microcanaux. Au sein de chaque gouttelette, il est possible d'encapsuler une à quelques cellules seulement. Ces cellules peuvent relarguer leur contenu dans leur goutte pour qu'on puisse analyser, par exemple, la partie du code génétique que chaque cellule était en train de lire (transcriptomique). Aussi, des petits agrégats cellulaires qui servent de modèles biologiques peuvent y être formés, notamment pour en étudier l'interaction avec de nouvelles molécules thérapeutiques (Projet Fédération Wallonie-Bruxelles – Action de Recherche Concertée CTChips (Christine Gilles)). En 2022, à partir de ses recherches au Microfluidics Lab de l'ULiège, Stéphanie van Loo, ambassadrice 2025-2026 de l’ULiège, a créé une spin-off (projet SPW FIRST SPIN-OFF), LiveDrop. Localisée dans le bâtiment du GIGA (Liège), LiveDrop commercialise les instruments capables de cette technologie microfluidique des gouttelettes.
Ses enseignements
Tristan Gilet partage sa passion pour ce monde microscopique et ses applications multiples au travers de plusieurs cours (microfluidique, microtechnologie, biomimétisme, etc). Il y donne la part belle à la pédagogie active et à la recherche expérimentale. Il s'implique également dans le service learning, activité d'enseignement qui consiste à immerger les étudiants dans la société civile le temps d'un projet, afin qu'ils puissent aiguiser leur conscience du rôle qu'ils peuvent jouer en tant qu'ingénieurs.
