Capteur capacitif pour la différenciation des liquides à base des propriétés diélectriques dans les systèmes microfluidique.

Abstract

La mesure de grandeurs chimiques, biochimiques et biologiques jouent un rôle très importants dans divers applications industrielles, médicales et bien d'autres domaines. Pouvoir réaliser ces capteurs dans des systèmes intégrés MEMS leurs donne un impact très importants. En effet, les capteurs MEMS dans des plates formes microfluidiques permet d'abaisser fortement le coût des dispositifs, d'augmenter la vitesse de mesure et d'obtenir des systèmes embarqués très mobiles et discret qui peuvent par exemple être implantés dans le vivant. L'objectif de ce travail est, en partant d'une étude 2D préexistante, d'étudier et maitriser l'aspect modélisation multiphysique des phénomènes se produisant lors du fonctionnement d'un capteur capacitif pour la différentiation de fluides sur la base des propriétés diélectrique. En effet, nous avons ainsi pu valider notre model pour des simulations 2D et 3D par la méthodes des éléments finis. Nous avons pris en compte la modélisation des microécoulements dans le microcanal de détection à travers les équations de Navier-Stockes et les phénomènes de polarisation sous l'effet du champ électrostatiques dans le fluide. Nous avons étudier l'effet de divers paramètres géométriques sur la sensibilité du capteur afin d'en améliorer la conception. Finalement, nous avons proposé une conception économique sur circuit imprimé en époxy qui beaucoup plus sensible que la conception sur plaquette de silicium. Nous avons proposé un flot de conception détaillé pour une réalisation ultérieur ouvrant des perspectives très prometteuses.