Thèse soutenue

Elaboration de dispositifs microfluidiques pour la détection de gouttes par voie électrochimique : concepts et performances à l’échelle du nanolitre
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Auteur / Autrice : Thomas Delahaye
Direction : Laurent Thouin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Électrochimie
Date : Soutenance le 13/12/2021
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Processus d'activation sélectif par transfert d'énergie uni-électronique ou radiatif (Paris ; 1998-....)
Jury : Président / Présidente : Emmanuel Maisonhaute
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean Gamby, Sophie Griveau

Résumé

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L’électrochimie est une alternative pertinente en microfluidique de gouttes face aux méthodes optiques généralement employées pour l’analyse de petits volumes. En effet, le signal en électrochimie est proportionnel à la concentration et les microélectrodes sont facilement implantables à l’intérieur des microdispositifs. Trois approches ont ainsi été menées au cours de ces travaux de thèse pour la mise en œuvre de détections de gouttes. La première a été d’employer une cellule électrochimique pour déterminer simultanément la vitesse, le volume et le contenu de gouttes circulant dans un microcanal. Des mesures par chronoampérométrie permettent en effet d’évaluer quantitativement leur contenu, qu’il soit homogène ou bien hétérogène en concentration. Dans ces conditions particulières, des titrations de gouttes peuvent être menées avec succès. La seconde approche a consisté à insérer une cellule électrochimique à l’intérieur d’une chambre de coalescence afin de maintenir un contact permanent entre la phase aqueuse et les électrodes. Différents régimes de fonctionnement de ces chambres ont été identifiés mettant en jeu un système de type générateur-collecteur entre les électrodes. Ces chambres de coalescence permettent d’analyser le passage de trains de gouttes de très faibles volumes. La troisième approche a eu pour objectif de mettre en place des détections de gouttes par électrochimiluminescence. Pour cela, des électrodes semi-transparentes de platine ont été mises au point, permettant de réaliser pour la première fois des détections de ce type en microfluidique de gouttes, c’est-à-dire à l’intérieur de microréacteurs de quelques nanolitres.