Le processus d'étalement et d'évaporation d'une goutte de suspensions de particules sur une surface solide est très intéressant permettant la formation de motifs. Une étude expérimentale à été effectuée avec du sang total humain et avec des fluides purs dans une chambre sous atmosphère contrôlée en humidité relative. Pour des angles de contact faible, le processus d'étalement/évaporation peut être divisé en deux régimes. Un premier régime rapide gouverné par un équilibre entre les forces visqueuses et les forces capillaires et un deuxième régime plus lent dominé par la cinétique d'évaporation. Nous montrons que les bio-colloïdes jouent un rôle significatif sur la dynamique de la ligne de contact. La vitesse moyenne de la ligne de contact suit la même dynamique d'étalement que le modèle de Tanner, où le temps d'étalement et les paramètres géométriques de la goutte sont fonctions de l'humidité. Dans cette étude, nous montrons que l'humidité relative influence les paramètres géométriques de la goutte et par conséquent le motif a la fin du processus d'évaporation. Un modèle purement diffusif pur a été obtenu dont le diamètre de mouillage et l'angle de contact sont fonction de l'humidité. Pour l'analyse morphologique des motifs de craquelures, une méthode de segmentation manuelle a été utilisée comme une méthode de référence pour la validation de la méthode de segmentation automatique développée dans "iBlood". Par cette méthode, nous montrons que la cinétique d'évaporation influence la distribution structurelle et morphologique des cellules de forme trapézoïdale, et par conséquent, l'espacement des fractures moyenne finale. / Spreading/evaporation process of droplets over solid surfaces is a fundamental process and a wide research field because of number of applications in printing, micro-electronics, DNA analysis and even in biomedical. This experimental work aims to investigate the effect of relative humidity on the contact line dynamics, on the evaporation dynamics and on the final pattern of a drop of whole human blood. The spreading of a pure fluid model that has the same physical properties as human blood was studied and compared to the blood. We showed that bio-colloids play significant effect on the dynamics of contact line and the pinning effect of the drop. For low contact angles, we showed that the spreading/evaporation process could be divided into two regimes. A fast first regime determined by a balance between viscous forces and capillary forces and a second slower regime dominated by the evaporation rate. Physical mechanisms that are responsible for the spreading enhancement are proposed and discussed. The average velocity of the contact line was found to follow the same behaviour as Tanner's model, where the spreading dynamics and geometrical parameters of the droplet are function of relative humidity. The experimental measurements are in a good agreement with the purely diffusive model where the equilibrium wetting radius and contact angle are function of relative humidity. For the morphological analysis of crack patterns, a manual segmentation method was used as a reference for the validation of the automatic developed segmentation method. We showed that the evaporation rate influences structural distribution of plaques in the corona region and hence, the mean crack spacing.

La première partie du travail présenté ici se concentre sur l’optimisation d’une cathode à oxygène. Tout d’abord, l’utilisation d’une nouvelle enzyme (la BOD de Magnaporthe oryzae) permet de multiplier le courant de réduction de l’oxygène en eau jusqu’à neuf fois. Ensuite la synthèse d’un polymère rédox adapté a permis d’améliorer le coefficient de diffusion des électrons dans l’hydrogel résultant en l’augmentation de la densité de courant générée. Enfin nous sommes passés d’uneélectrode de carbone en 2 dimensions à une fibre d’or poreuse tridimensionnelle. Après modification de cette fibre avec l’hydrogel rédox à base de BOD de M. oryzaenous avons évalué sa biocompatibilité : in vitro les tests ont montré l’absence totale de cytotoxicité et seule une très faible réponse inflammatoire ; in vivo aucune infection ne s’est déclarée pendant les 8 semaines d’implantation dans les souris etla formation d’une capsule fibrotique autour de l’électrode traduit sa bonne intégration dans les tissus de l’animal. La seconde partie concerne la biopile dans son intégralité, construite à partir de la cathode optimisée et d’une anode adaptée à base de GDH. Elle permet de générer jusqu’à 240 μW.cm-2 dans du tampon Pipes/CaCl2 à 5mM de glucose. La biopile a ensuite été testée dans du sang humain total. Un maximum de 129 μW.cm-2 a été obtenu dans un échantillon avec une glycémie de 8,2 mM sous air. De plus nous avons constaté que la densité de puissance délivrée augmente proportionnellement avec la glycémie des différents échantillons de sang testés, faisant de la biopile à la fois une source d’électricité et un biocapteur à glucose ce qui n’avait jamais été démontré auparavant. / The first part of the work presented here focuses on the optimization of an oxygen cathode. First, the use of a new enzyme (BOD from Magnaporthe oryzae) permit to increase the current of reduction of oxygen into water by a factor nine. Then the synthesis of a suitable redox polymer greatly improved the diffusion coefficient of electrons in the hydrogel, resulting in an increase of the current density. Finally we switched from a two-dimensional carbon electrode to a three-dimensional porous gold fiber. After modification of the fiber with the redox hydrogel based on BOD from M. oryzae, we assessed its biocompatibility: in vitro the tests showed the total absence of cytotoxicity and only a very low inflammatory response; in vivo noinfection appeared during the 8 weeks of implantation in mice and the formation of afibrotic capsule around the device reflects its successful integration into the animal tissues.The second part concerns the full biofuel cell, elaborated from the optimized cathode and an adapted GDH-based anode. It could generate up to 240 μW.cm-2 at 5mMglucose in Pipes/CaCl2 buffer. The biofuel cell was then tested in whole human blood. A maximum of 129 μW.cm-2 was obtained in a sample with 8,2 mM glycaemiaunder air. In addition we observed that the delivered power density increased proportionally with the glycaemia of the different blood samples tested, making the biofuel cell both a power source and a glucose biosensor at the same time which had never been shown before.