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Thèse soutenue

Étude de micro-actionneurs pour la microfluidique

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Auteur / Autrice : Muriel Moreau
Direction : Daniel Barbier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Microélectronique
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

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La microfluidique est un domaine d'applications recent des mems (micro electro mechanical systems), et regroupe tous les microcomposants, essentiellement des micro-actionneurs, manipulant de faibles quantites de fluide, liquide ou gaz. Le choix de l'objet a realiser s'est fait grace a un etat de l'art general, et en se basant sur des criteres d'applications et d'innovation. Les applications biologiques constituent un domaine encore tres ouvert, touchant a la fois a la genetique a travers l'etude de l'adn et a l'aspect cellulaire. Pour ce type d'application, il est necessaire de savoir manipuler de faibles quantites controlees de liquide biologique. C'est pourquoi, nous avons choisi de realiser un microdispenseur de gouttes. Il est base sur un principe nouveau : un choc genere au-dessus d'une cavite remplie du liquide a delivrer, entraine l'ejection de la goutte par une buse. Ce principe a d'abord ete valide sur un prototype, puis sur un dispositif micro-usine. La partie active generatrice de chocs n'est pas integree avec la partie fluide du microdispenseur, qui, elle, est micro-usinee : ce microdispenseur constitue un composant consommable. Des caracterisations du volume des gouttes ont montre que ce dispositif est capable de delivrer des gouttes de volume de l'ordre du nanolitre avec une bonne reproductibilite a faible energie de chocs (0. 1mj). Des tests avec de l'adn ont egalement prouve qu'il est compatible avec les applications biologiques. Le principe de fonctionnement a ete etudie a partir de deux hypotheses, en comparant des calculs analytiques et numeriques aux experiences. Enfin, la faisabilite d'un actionneur a percussions electrostatique integre a ete evalue de facon theorique.