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Marty, Bertrand. Conception, réalisation et mise en œuvre d'une plateforme d'instrumentation thermique pour des applications microfluidiques

Marty, Bertrand (2009) Conception, réalisation et mise en œuvre d'une plateforme d'instrumentation thermique pour des applications microfluidiques.

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Résumé en francais

Le concept de laboratoire sur puce ou lab-on-chip est basé sur le fait que l'on peut remplacer plusieurs appareils d'analyse nécessitant de l'entretien et des opérateurs par un système portable et autonome qui contient toutes les fonctions nécessaires afin de réaliser les opérations de laboratoire. Ce concept peut aussi bien s'appliquer à des taches pour l'industrie chimique, biologique ou encore médicale. Dans notre cas il s'agit de contrôler la température dans une canalisation microfluidique, et s'il y a besoin, de pouvoir influer sur cette température grâce à des actionneurs thermiques. La rupture technologique proposée ici, consiste alors à ne plus se placer dans des conditions classiques de la calorimétrie (conditions isotherme et/ou adiabatique), mais plutôt en régime transitoire et en déséquilibre thermique finement contrôlé, le tout à l'échelle de quelques centaines de microns. On peut espérer ainsi développer un microcalorimètre innovant, en continu, dans des conditions de gradients de température précisément déterminés ou contrôlés, offrant ainsi la possibilité d'acquérir rapidement un grand nombre d'informations thermo-physiques et chimiques sur les milieux d'étude. La thèse a donc consisté à réaliser une plateforme d'instrumentation thermique pour ces applications. Nous avons développé un procédé de fabrication de capteurs thermiques simple et robuste : l'élément sensible de base est une diode PN de type zener, réalisée dans un film de polysilicium, qui présente la particularité d'être un composant dual (fonctionnement en capteur ou actionneur thermique selon la polarisation). La caractérisation électrique a permis de mettre en avant des sensibilités thermiques de.-22 mV/°C à -220 mV/°C pour les éléments les plus performants. La capacité de ces dispositifs à mesurer la température dans un environnement microfluidique a été démontrée. La dernière phase a concerné le développement d'une carte électronique dédiée permettant une mesure multiplexée de la température pour l'ensemble des capteurs (16 capteurs par plateforme) et le transfert des données sur PC pour effectuer le post traitement.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Camps, Thierry
Ecole doctorale:Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS) - CNRS
Mots-clés libres :Capteur et actionneur thermique - Microfluidique - Polysilicium - Instrumentation
Sujets :Electricite, électronique, automatique
Déposé le :14 Apr 2010 14:59