Thèse soutenue

Conception, fabrication, caractérisation de micromembranes résonantes en silicium, à actionnement piézoélectrique et détection piézorésistive intégrés appliquées à la détection d'agents biologiques simulant la menace

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Auteur / Autrice : Thomas Alava
Direction : Liviu Nicu
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Micro et nano système
Date : Soutenance en 2010
Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

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La menace d'une attaque biologique massive et létale visant les armées ont obligé les institutions de recherche militaire à investir massivement dans la préparation à une telle éventualité. La réponse à donner est conditionnée par les capacités de perception et d'indentification de l'attaque biologique. Ainsi, le besoin en solution de détection et de reconnaissance biologique fiables et peu chères est crucial. Nous abordons dans ces travaux de thèse le cas de biocapteurs basés sur des micromembranes résonantes en silicium, assemblées par des technologies de microfabrication classiques. Nous montrons tout d'abord les avantages comparés de ce type de capteur pour répondre à la problématique donnée. Puis, nous rapportons l'étude théorique permettant le dimensionnement des micromembranes. La mise en vibration des membranes est assurée par l'action d'une pastille piézoélectrique, la détection du mouvement est effectuée par une jauge piézorésistive. Nous abordons par la suite, la fabrication du microsystème, son conditionnement et la fabrication de l'électronique de détection. Enfin la caractérisation électrique, mécano-électrique puis biologique des membranes nous permet d'exposer les résultats obtenus par rapport à l'état de l'art. Premièrement, l'auteur démontre la co-intégration physique des phénomènes piézoélectrique et piézorésistif dans une même structure résonante. Est démontrée ensuite la capacité à suivre en temps réel la fréquence de résonance des membranes par détection piézorésistive, lorsque celles-ci sont immergées dans un milieu biologique aqueux. Pour terminer, les résultats biologiques quant à la détection d'agents simulant la menace biologique sont présentés.