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Dissertations / Theses on the topic 'Microtechnique'
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Lambert, Pierre. "Les effets de tension de surface en microtechnique et microrobotique." Habilitation à diriger des recherches, Université de Franche-Comté, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00536852.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce manuscript tire son origine de la descente d'échelle présente en passant de l'assemblage conventionnel vers le micro-assemblage. On se rendra rapidement compte que ce changement d'échelle nécessitera la maîtrise en profondeur de nombreux phénomènes physiques gouvernant les petites échelles, dont notamment les effets de la tension de surface et l'adhésion, concepts le plus souvent inconnus des ingénieurs mécaniciens. Ce document se décline en trois parties principales, visant à étudier les effets de la tension de surface dans les Microsystèmes. La première partie positionne nos contributions par rapport à l'état de l'art, présentant principalement l'étude des forces de capillarité (forces axiales et radiales, études statiques et dynamiques, aux échelles allant du millimètre au nanomètre). La deuxième partie du travail décrit le développement de bancs d'essai qui ont servi à valider notre travail théorique : cela consiste essentiellement en la mise au point de dispositifs de mesure de forces, du nanonewton au newton. La troisième partier assemble les cas d'études qui ont été traits: assemblage de produits horlogers, préhenseurs, dispositifs d'alimentation, assemblage hybride, mécanique des sols, électrosprays... Le but était de développer des modèles utiles aux communautés de la mécanique de précision et de la microrobotique. Nous espérons ainsi avoir proposé des modèles de forces de capillarité qui pourront être appliqués à de nombreux domaines applicatifs : assemblage et packaging, microrobotique, mécanique des sols, microfluidique...
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Bellouard, Yves. "Conception de dispositifs en alliage à mémoire de forme en microtechnique /." [S.l.] : [s.n.], 2000. http://library.epfl.ch/theses/?nr=2308.
Full text
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Cournarie, Emmanuelle. "Approche socio-anthropologique d'une reconversion industrielle : de l'horlogerie aux microtechniques à Besançon." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00839114.
Full textAbstract:
Pendant près de deux siècles, les générations d'horlogers bisontins se sont transmis valeurs, savoirs,passion pour ce métier qui s'est ancré fortement dans le territoire bisontin. Lorsque l'innovationtechnique du quartz remet en question la production horlogère traditionnelle dans les années 1970,la fabrication de montres disparait. Lui succède alors une activité centrée sur les "microtechniques",présentée communément comme l'héritière des savoirs horlogers. Quelle est la nature véritable decet héritage ? Dans le cadre de notre thèse, nous tentons de répondre à cette question, en analysantle processus de reconversion de l'industrie horlogère vers les microtechniques. Nous cherchons àcomprendre comment des catégories professionnelles autrefois réunies autour d'un projet communet réunies par une culture collective fortement cohésive se désolidarisent dans un contexte de crise.Les places occupées dans le système initial ont lentement façonné des identités spécifiques,masquées pourtant par la culture collective. Dans une période d'instabilité provoquée par desbouleversements environnementaux, ces identités s'affirment et les normes, représentations etvaleurs de chaque groupe produisent des logiques d'acteurs différentes. Le groupe capable de puiserdans ses ressources pour s'adapter aux transformations de l'environnement acquiert le pouvoir, qued'autres perdent en refusant le changement. L'orientation de l'activité vers le secteur desmicrotechniques peut donc être envisagée comme une stratégie favorable à la pérennisation dessavoirs d'une des catégories en présence. Plutôt qu'un simple phénomène d'ajustement à desnouvelles contraintes économiques et techniques, le changement peut donc être analysé - aussi -comme un phénomène microsocial, résultat de logiques d'acteurs et de luttes pour la maîtrise del'avenir d'une industrie territorialisée
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Le, Dren Sarah. "Elaboration de couches épaisses piézoélectriques déposées sur substrats pour des applications microtechniques." Lyon, INSA, 2000. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2000ISAL0063/these.pdf.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est d'élaborer des couches épaisses piézoélectriques de PZT (Pb(ZrTi)O3) sur substrat (alumine et silicium). Ces films sont susceptibles d'être intégrés dans des microsystèmes à la place des céramiques massives amincies. La technique de dépôt choisie est la sérigraphie pour sa simplicité et parcequ'elle est déjà maîtrisée dans l'industrie. Chaque étape de la fabrication des films épais est d'abord détaillée dans l'étude bibliographique. L'étude expérimentale repose sur l'optimisation : de la technique de dépôt ; de la formulation des pâtes d'impression (étude des paramètres dont dépend l'encre) ; des traitements thermiques (séchage, déliantage, frittage). Après polarisation, les performances des films épais et des céramiques massives sont comparées pour quatre compositions de PZT. A partir des résultats expérimentaux, deux hypothèses sont avancées pour expliquer les faibles caractéristiques des couches par rapport à celles des céramiques massives : la porosité importante des films ; le "clampage" des couches sur le substrat. Divers modèles ont ensuite été proposés pour justifier les différences relevées entre les propriétés respectivement obtenues par les deux structures. Une autre étude expérimentale est consacrée à l'amélioration de la densité des couches en comparant diverses techniques de frittage : frittage rapide, frittage conventionnel sous atmosphère de PbO, frittage en four tubulaire, frittage RTA. Dans le but d'abaisser la température de frittage tout en améliorant le spropriétés des films épais, l'influence de divers fondants est étudiée : le mélange eutectique PbO-PbF2 donne des résultats intéressants pour toutes les compositions de poudre testées. La caractérisation fréquentielle des couches est effectuée : à basse fréquence en analysant la vibration d'une poutre encastrée et en la modélisant ; à haute fréquence grâce au développement d'un modèle à trois couches. L'étude de faisabilité de transformateurs piézoélectriques et d'un filtre à ondes de surface a également été effectuée, justifiant ainsi l'intérêt des couches épaisses piézoélectriques dans des applications microtechniquesThis work talks about elaboration of PZT (Pb(ZrTi)03) piezoelectric thick films on substrate (alumina and silicium). These films could be integrated in microsystems instead of bulk polish ceramic. The technical deposit choice is screen-printing for its simplicity and because it is already overcome in industry. Each stage of the fabrication of thick films is first detailed in the bibliographic study. The experimental study is based on the optimization of: - deposit technique - ink preparation - thermal treatments After polarization, results on thick films and bulk ceramics are compared for four PZT compositions. From these results, two hypotheses are proposed to explain the weak characteristics of the thick films in comparison with bulk ceramics ones: - important porosity of thick films - films clamping on substrate Models are proposed to justify the differences of properties between films and bulk ceramics. Another experimental study is about improvement of films density by using different sintering methods. Some sintering aids are used to decrease temperature sintering and to improve films properties. The eutectic mix of PbO-PbF2 gives interesting results for all tested PZT compositions. Frequencies characterizations are carried out at: - Law frequencies using the--embedded beam method and modeling - High frequencies using a three layers model. A feasibility study of piezoelectric transformers and a SAW device is made ta justify the interest of piezoelectric thick films in micro-technical applications
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Le, Dren Sarah Gonnard Paul Nicolas Alain. "Elaboration de couches épaisses piézoélectriques déposées sur substrats pour des applications microtechniques." Villeurbanne : Doc'INSA, 2000. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=le_dren.
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Naish, Jacob. "The power dynamics of sport for development and peace : governmental rationalities and microtechniques." Thesis, University of Brighton, 2017. https://research.brighton.ac.uk/en/studentTheses/86fd1502-da9e-4bbb-85a6-f275d1db7578.
Full textAbstract:
Sport and its use to achieve social aims in programmatic interventions has gained increasing attention over the last ten years. My original contribution to knowledge is to demonstrate that the dynamics of power in sport for development and peace (SDP) are driven by a quest to record social reality. Critical accounts in SDP have only partially explained the dynamics of power at work in the sector. I use the perspective of Foucauldian governmentality, combined with an interpretative and qualitative methodology, to interrogate collected data through critical discourse analysis (CDA). This demonstrates, in a novel departure, that discursive alignments between corporate social responsibility initiatives and SDP non-governmental organisations (NGOs) are the constituents of the connections between macro and micro levels in the economy of SDP. These connections that change practice have been termed elsewhere a “technology of governmentality” (Hayhurst, 2011). I uniquely demonstrate that alignments are rationally justified on what I have termed here, a logical basis, which is in turn founded upon the results of microtechniques of monitoring & evaluation (M&E) of programme interventions in SDP. In a further unique contribution to knowledge I show that this requires the reconstruction of the meanings of time and space during the M&E process, temporally and spatially limiting wide arrays of human experience.
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Amoussou, Guenou Kuassi Marcelin. "Etude de la distribution de la déformabilité individuelle des hématies par microtechniques automatisées." Saint-Etienne, 1997. http://www.theses.fr/1997STET003T.
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Piller, Gérard. "Aspects microtechniques de la conception d'un capteur d'effort multi-directionnel appliqué à la robotique /." [S.l.] : [s.n.], 1992. http://library.epfl.ch/theses/?nr=1054.
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Bendib, Samir. "Contribution à l'étude de la fluidique dans les microsystèmes." Cachan, Ecole normale supérieure, 2003. http://www.theses.fr/2003DENS0019.
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Frutos, Jean-Renaud. "Conception et réalisation de microsystèmes pour le contrôle d'écoulements aérauliques." Besançon, 2006. http://www.theses.fr/2006BESA2003.
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Lakard, Sophie. "Culture et étude de neurones olfactifs sur des surfaces fonctionnalisées par des polymères aminés biocompatibles électrodéposés." Besançon, 2005. http://www.theses.fr/2005BESA2031.
Full textAbstract:
Au cours de cette étude nous avons cherché dans un premier temps à synthétiser par voie électrochimique des polymères biocompatibles permettant d'améliorer l'adhésion puis la prolifération de cellules neuronales. Ainsi, parallèlement au travail de synthèse électrochimique, nous avons cherché à cultiver des neurones olfactifs matures, tout d'abord sur des substrats classiques, puis sur ces polymères électrodéposés. Nous nous sommes également attaché à caractériser ces cellules neuronales puis à étudier leur structure et leur morphologie. L'ensemble de cette étude se veut original puisque si l'importance de la surface d'accrochage a déjà été démontrée, la solution la plus couramment utilisée pour optimiser cette fixation est l'ajout d'une matrice extracellulaire comme le collagène ou la laminine et non le développement de supports polymères déposés par voie électrochimique. Dans un second temps, l'objectif de ce travail, combinant électrochimie et neurosciences, a consisté à développer un biocapteur original capable de différencier les odeurs. En effet, nous désirons fabriquer un " bio-nez " en utilisant un microsystème sur lequel nous pouvons déposer un polymère et faire croître des cellules neuronales olfactives susceptibles de réagir à un stimulus olfactif par une réponse électrique et une réponse ioniqueDuring this study, we have first synthesized biocompatible polymers using electrochemistry in order to improve the adhesion and proliferation of neuronal cells. Thus, we have optimized the culture of mature olfactory neurons first on standard substrates, then on the electrodeposited polymers. We have also characterized these cells and study their structure and morphology. This study is original since extracellular matrix, such as collagen or laminin, are the most common used substrates contrary to electrodeposited polymers which are rarely used as culture substrate. The second part of this work combining electrochemistry and neurosciences consists in the elaboration of a biosensors destinated to recognize difrferent odours. Indeed, we want to elaborate a 'bio-nose' using a microsystem on which the polymer and the neurons can be fixed. Then, the neurons can grow on this microsystem and react to an olfactory stimulus by emitting an electronic and an ionic signal charasteristic of a particular odour
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Méry, Emeline. "Intégration du silicium poreux dans des microsystèmes fluidiques : application aux laboratoires sur puce." Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0086/these.pdf.
Full textAbstract:
L’intégration du silicium poreux (SiP) dans des microsystèmes fluidiques est réalisée afin d’exploiter sa grande surface spécifique comme phase stationnaire pour le tri moléculaire dans des laboratoires sur puce. La perméabilité aux liquides de membranes en SiP est déterminée. La filtration stérique de particules de 50 nm à travers une membrane en SiP est démontrée. Après une étude de l’oxydation à 300°C du SiP et de la densification de l’oxyde à 500°C ou 700°C, plusieurs méthodes de fonctionnalisation de surface du SIP avec des groupements (ioniques, C18, calixarènes et protéines IgG) sont mises au point. Des simulations et des mesures microfluidiques sur des microcanaux porosifiés et non, montrent que les écoulements suivent la loi de Navier-Stokes. Des caractérisations électriques et des simulations de la répartition des lignes de champ dans une puce contenant un microcanal poreux fonctionnalisé montrent la possibilité d’utiliser le SiP dans un système de séparation électrophorétiqueThe integration of porous silicon (PS) in fluidic microsystems is carried out in order to exploit its great surface as stationary phase for the molecular sorting in labs-on-chip. The liquid permeability of PS membranes is determined. The steric filtration of particles of 50 nm through a PS membrane is pointed out. After a study of PS oxidation at 300°C and of oxide densification at 500°C or 700°C, several methods of functionalisation of PS surface with various groups (ionic, C18, calixarenes and IgG proteins) are developed. . Microfluidic measurements and simulations on porosified (or not) microchannels show that flows follow the Navier-Stokes law. Electrical characterizations and simulations of electric field distribution in a chip containing a porous microchannel show the possibility of using PS in an electrophoretic separation system
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Basset, Philippe. "Conception, réalisation et test d'un microsystème de transport alimenté à distance." Lille 1, 2003. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/1be0afae-6454-4f5c-abb2-2aa4a0628b56.
Full textAbstract:
Ce document présente l'étude, la réalisation et le test des trois composants nécessaires pour l'obtention d'un microrobot alimenté à distance par couplage électro-magnétique à 13,56 MHz : à savoir une antenne à fort coefficient de qualité; un circuit intégré de commande ; et un réseau d'actionneurs électrostatiques distribués. L'antenne est obtenue à l'aide d'une électrolyse d'or de 30 [micron] sur un substrat isolant constitué de résine SU8 afin de s'affranchir des pertes par insertion et d'alléger la charge supportée par le robot. Les actionneurs électrostatiques, dont les dimensions font 150×60×9 [micron]3, sont réalisés en polysilicium, et réalisent un système de déplacement à cils. Le circuit intégré a été réalisé dans la technologie I2T100 de chez AMI Semiconductor. Il permet d'actionner de façon asynchrone quatre sorties avec des tensions pouvant aller jusquà 100 V, grâce à une information transmise par modulation d'amplitude de la porteuse à 13,56 MHz. Spécialement dédié pour un actionnement électrostatique, il permet d'alterner chaque commande sur deux électrodes afin d'éviter la stiction des dispositifs par accumulation de charges électriques.
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Rigo, Sébastien. "Microcaractérisation des matériaux et structures issus des technologies microsystèmes." Toulouse, INPT, 2003. http://www.theses.fr/2003INPT035G.
Full textAbstract:
Bien que le concept de micro-machines soit relativement ancien, la mise en oeuvre de nouveaux matériaux à l'échelle microscopique nécessite de lourds travaux de recherche et de développement que peu d'industriels osent entreprendre. L'étude rapportée ici en est une contribution. Elle porte sur le développement et l'utilisation de moyens de microcaractérisation mécanique adaptés aux technologies microsystèmes de type MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). En ce sens plusieurs techniques, telles que la nanoindentation, la microscopie confocale et la micro-diffraction RX, ont été utilisées. Elles nous ont permis la mise au point de méthodes permettant l'extraction du module de Young, de la dureté, de la ténacité, du coefficient de frottement, de la raideur et du gradient de contrainte résiduelle dans les couches. Nous disposons dorénavant d'une large palette de techniques de microcarctérisation qui permettront d'assurer un contrôle qualité et l'analyse des défaillances des MEMS.
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Abbas, Ghaleb Khalil. "La spectrométrie photothermique comme technique de microdétection : caractéristiques, mode d'excitation, possibilité d'intégration dans un microsystème." Lyon 1, 2005. http://www.theses.fr/2005LYO10209.
Full textAbstract:
La spectrométrie photothermique résulte de l'effet thermique produit par la relaxation des états excités consécutivement à l'absorption d'une radiation lumineuse et repose sur une mesure optique de l'élévation de température induite dans le milieu. La technique utilise deux faisceaux lasers en configuration pompe-sonde, arrivant colinéairement ou orthogonalement dans l'échantillon. L'objet de ce mémoire a été d'étudier la configuration orthogonale qui nous paraît la mieux adaptée à la microdétection. Quel que soit le mode d'excitation, continu ou pulsé, le signal dépend de la position de l'échantillon sur l'axe de propagation des faisceaux, de la taille du faisceau d'excitation et de la taille relative des deux faisceaux dans l'échantillon ; une formule semi-empirique permettant de décrire l'influence de ces paramètres et de définir un réglage optimum a pu être établie. Dans le cas où l'excitation de l'échantillon est réalisée avec un laser continu modulé, les caractéristiques du signal sont plus complexes car la formation de l'élément thermique est beaucoup plus lente. L'influence de la taille des faisceaux, de la taille de l'échantillon et du flux dépend de la taille de l'élément thermique formé et donc de la fréquence de modulation. Aux conditions optimales dans les deux cas, le signal est proportionnel à l'énergie ou puissance d'excitation, inversement proportionnel à la taille du faisceau d'excitation et indépendant du trajet optique. Les sensibilités intrinsèques sont comparables, mais les performances pourront dépendre des caractéristiques des lasers d'excitation utilisés et du traitement du signal. L'étude temporelle du signal pulsé a permis de mesurer des profils de vitesse pour un flux laminaire dans un capillaire. Enfin, un module de détection intégrant le capillaire contenant l'échantillon et les fibres optiques servant à conduire le faisceau de sonde a été mis au point. Ce module a été couplé à un micro-mélangeur chaotique et l'ensemble a été expérimenté pour l'analyse du fer (II) par l'o-phénanthroline (LOD = 11 µg L-1)
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Bakouboula, Aldrice Georra. "Conception et caractérisation de filtres optiques et de VCSELs accordables à base de micro système sur substrat InP pour les Réseaux optiques multiplexés en longueur d'onde." Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0039/these.pdf.
Full textAbstract:
L'engorgement des réseaux de transmissions optiques et la nécessaire réduction des coûts de déploiement de nouveaux services incitent les opérateurs de télécommunication à proposer des solutions peu onéreuses capables de supporter les hauts débits et d'apporter une flexibilité accrue pour adapter dynamiquement les architectures réseaux aux trafics. Pour répondre à ces besoins, ce travail se propose d'étudier la compatibilité avec les canaux ITU espacés de 100 GHz et l'intégration des micro systèmes actuables par voie électromécanique aux composants optiques fonctionnant à 1,55 æm et fabriqués à l'échelle du micron par des procédés issus de la microélectronique pour le multiplexage en longueur d'onde. Les objets étudiés sont des filtres et des diodes lasers à cavité verticale à base de miroirs de Bragg à fort contraste d'indice InP/Air fabriqués par micro usinage de surface. Ce travail présente les études expérimentales menées pour surmonter les verrous technologiques inhérents à la réalisation de filtres InP/Air accordables et VCSELs MOEMS pompés électriquement. Dans la première partie, nous étudions les filtres accordables et leurs propriétés modales. Cette étude a permis d'obtenir des filtres optimisés avec une sélectivité de 32,5 GHz (0,26 nm) et un taux de rejection compatible avec le WDM. Dans la seconde partie, les études sur les VCSELs pompés optiquement et électriquement ont conduit au premier effet laser à température ambiante d'une structure mixte MOEMS en pompage électrique avec un seuil à 2,8 kA/cm2Backbone network bottleneck and the cost killing of future service deployments enforce the telecommunication market operators to envisage low cost high bit rate solutions providing both reconfigurable and scalable dynamic capability to the optical network architectures. This work propose to investigate the 100 GHz ITU grid channel spacing compatibility and microelectromechanical system implementation to the microelectronic batch process fabrication of WDM 1. 55 μm tunable optical devices. Filters and vertical cavity laser diodes based on high refractive index contrast InP/Air Bragg mirors are performed by surface micro machining. Experimental investigations which are carried out to overcome inherent technological breakthoughs of InP/Air tunable filters and electrically pumped MOEMS VCSEL fabrication are presented. In the first instance, we have studied the tunable filters and their modal properties. This studies have permitted to obtain an optimized filter structure which exhibit a 32. 5 GHz (0. 26 nm) selectivity and a WDM fitted side mode suppresion ratio. In the second instance, optically and electrically pumped VCSEL investigations have carried out our first room temperature electrical pumping lasing effect of an hybrid MOEMS VCSEL structure with a 2. 8 kA/cm2 current threshold
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Pigot, Christian. "La lévitation diamagnétique à l'échelle micrométrique : applications et possibilités." Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0138.
Full textAbstract:
La lévitation est un moyen fascinant de se soustraire à l'action de la gravité. Le diamagnétisme est le seul phénomène physique permettant une lévitation stable, statique et passive à température ambiante. Toutefois, cet effet magnétique est généralement insignifiant aux échelles usuelles. Parmis les différents moyens d'augmenter l'amplitude de ce phénomène, la réduction d'échelle est une voie prometteuse. Ces travaux contribuent à l'exploration des possibilités et des potentialités de la lévitation dans le domaine des microsystèmes. La diminution en taille permet d'une part d'augmenter les forces diamagnétiques volumiques et d'autre part de diminuer les forces diamagnétiques absolues. Ces propriétés ont été mises en oeuvre à travers la conception et la fabrication de microcapteurs (accéléromètre, inclinomètre, capteur de force) et de microactionneurs (manipulation de microparticule par inclinaison ou au moyen d'un laser). Ces réalisations ouvrent des perspectives novatrices et des fonctionnalités nouvelles dans le micromondeLevitation is a fascinating way to compensate the action of gravity. Diamagnetism is the only physical phenomenon that allows a stable, static and passive levitation at room temperature. However, this magnetic effet is mostly insignificant at ordinary scales. Among the different means to improve the amplitude of this phenomenon, scale reduction is promishing. The present work contributes to the exploration of the possibilities and the potentialities of levitation in the microsystems. The reduction of size increases diamagnetic volume forces and strongly decreases absolute diamagnetic forces. These properties have been used for the conception and the fabrication of microsensors (accelerometer, inclinometer, force sensor) and microactuators (manipulation of microparticle by incline or by the use of a laser). These realisations are opening new fields for new perspectives and innovative functionnalities into the microworld
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Zeggari, Rabah. "Microsystèmes et microcapteurs pour les sciences du vivant." Besançon, 2008. http://www.theses.fr/2008BESA2021.
Full textAbstract:
Au cours de cette thèse, deux Lab On Chip ont été réalisés. Le premier est destiné à la fécondation in vitro (PlV) et le second au transport et au contrôle qualité d'un greffon cornéen. Le Lab On Chip pour la PlV est constitué d'une plateforme et d'un ensemble de sondes permettant la caractérisation de l'ovocyte. La plateforme en silicium, assure le maintien en vie de l'ovocyte en formant un réservoir pour le milieu de vie des cellules. Un réseau de microcanaux usiné sur la plateforme permet d'aspirer le milieu des cellules et confère à cette dernière les fonctions: de déplacement, de positionnement et d'immobilisation de l'ovocyte. Des tests préliminaires, sur des ovocytes surnuméraires, ont montré la faisabilité des analyses non invasives pour la caractérisation des ovocytes avant fécondation. Actuellement, la manipulation de la cornée, pour effectuer certaines analyses, risque de l'endommager. Pour résoudre ce problème, nous avons développé une méthode optique, non invasive, pour caractériser l'état de la cornée. Il s'agit d'une mesure de la transmittance de la cornée corrélée avec le nombre de cellules vivantes. Afin de détecter les infections dans la cornée, nous avons développé des microcapteurs de pH. Ces derniers offrent une mesure ponctuelle plus précise. La caractérisation des microcapteurs a donnée des résultats pertinents jusqu'à une taille de 10 [microns]. Enfin, nous avons intégré un système de capillaires pour maintenir à la fois la cornée dans son milieu de vie et pour la positionner d'une manière non invasive, afinn d'effectuer son analyseIn this thesis, two Lab On Chip bas been realised. The first one is intended for in vitro fertilization (NF), the second for the transportation and quality control of the cornea. The Lab On chip for NF is formed of a platform and a set of probes. The platform is made of silicon; it forms a reservoir for the life fluid of the oocyte to keep it alive. On the platform we machined a network of microchannels to aspire the life fluid ; this operation gives the platform the functions of : transportation, positioning and immobilization of the oocyte. A preliminary test, on supernumerary cells, demonstrates the feasibility of non invasive tests for the characterization of the oocyte before fertilization. Actually, the manipulation of the cornea, for execute some analysis, can cause damage for it. To resolve this problem, we developed an optical method, so no invasive, for characterization state of the cornea. It consist in the measure of cornea transmittance, that measure is correlated with the number of living cells. To detect infections in the cornea, we developed pH micro-sensors. The latter offer a more accurate measure. The characterisation of the pH micro-sensors bas yielded results relevant until a size of 10 ~m. Finally, we incorporated a system of capillaries to maintain the cornea in his life fluid, also for its positioning by non invasive manner for analysis
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Ebonguè, Abel. "Conception et réalisation de microradiomètres thermiques sur substrats polymères adaptés à la sécurité des biens et des personnes en milieu industriel." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2002/50376-2002-261.pdf.
Full textAbstract:
La nécessité de maintenance et de contrôle des process in situ impose une présence partielle des opérateurs, avec des risques d'accident (hommes) ou d'incidents (machines), compte tenu de la vitesse et de la force des systèmes de robotique présent dans l'industrie. Ainsi, la détection des personnes par leur émission infrarouge constitue une problématique afin que toute approche humaine non préparée et voulue puisse arrêter les machines, ou au moins écarter le danger. Les solutions actuellement recourent à des détecteurs pyroélectriques, qui ne sont sensibles qu'aux variations temporelles de température. En revanche, les détecteurs thermiques, à la base de nos travaux, reposant sur l'effet "self-generating" de Seebeck, permettent de prendre en compte le régime permanent d'une source infrarouge. L'utilisation de tels capteurs, éventuellement couplés aux solutions traditionnelles en vue d'un traitement de l'information par logique floue, pourrait amener des solutions nouvelles au problème posé. Les travaux de modélisation ont permis une amélioration de la sensibilité des capteurs en modifiant le substrat, la thermopile et le collecteur. Nous avons développé des capteurs sur substrat polymères en utilisant les microtechnologies. Les réalisations matricées 2*2 de ces capteurs donnent une sensibilité globale de 12 microV/(W. M carré moins 1) environ. Les limitations du procédé de fabrication sont étudiées en vue d'une nouvelle amélioration des performances.
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Marselli, Catherine. "Data processing of a navigation microsystem." Université de Franche-Comté. UFR des sciences et techniques, 1998. http://www.theses.fr/1998BESA2078.
Full textAbstract:
Ce travail de recherche s'inscrit dans un projet académique franco-suisse visant à déterminer les limites des microtechnologies et des microsystèmes à travers l'exemple d'un système de navigation inertiel basé sur des microaccéléromètres et des microcapteurs de vitesse angulaire (gyros). Il comprend quatre volets allant de la conception des composants au développement du système de traitement. La présente thèse réalisée à l'Institut de Microtechnique (Université de Neuchâtel, Suisse) concerne le traitement de l'information du microsystème de navigation. Les microcapteurs actuels sont moins chers mais moins précis que les capteurs mécaniques ou optiques classiques. Dans un système de navigation, le signal de sortie des accéléromètres et des gyroscopes est intégré conduisant à l'accumulation des erreurs dans le temps. Ainsi, en l'absence de correction, la trajectoire mesurée devient rapidement fausse. Le rôle du système de traitement est donc de calculer les paramètres de navigation (position, vitesse et orientation) et de limiter l'erreur de trajectoire suivant deux moyens : réduire les imperfections des capteurs et recaler régulièrement la trajectoire en utilisant un autre moyen de navigation. Ces différents objectifs sont réalisés par des filtres de Kalman. Le filtre de Kalman est un estimateur optimal de l'état d'un système. Il se présente sous la forme d'un ensemble d'équations récurrentes et nécessite une description d'état du système et des mesuresThis research is part of a Swiss French academic project whose goal was the determination of some limits in the design and use of microtechnologies and microsystems, using as a common thread example a navigation system based on microaccelerometers and angular rate microsensors (gyros). The entire project was divided into four parts, including design at the component level as well as at the system level. This PhD report describes the data processing of the navigation microsystem realised at the Electronics and Signal Processing Laboratory of the Institute of Microtechnology, University of Neuchâtel. Current low-cost microsensors are less expensive but less accurate that mechanical or optical sensors. In a navigation system, the accelerometer and gyro outputs are integrated, leading to the accumulation of the errors. Thus, the measured trajectory becomes quickly wrong and a corrective system has to be designed. Hence, the goals of the data processing system is to compute the navigation parameters (position, velocity, orientation) while preventing the trajectory from diverging, following two approaches: reducing the sensor errors,updating regularly the trajectory using an aiding navigation system
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Bakouboula, Aldrice Georra Benyattou Taha. "Conception et caractérisation de filtres optiques et de VCSELs accordables à base de micro système sur substrat InP pour les Réseaux optiques multiplexés en longueur d'onde." Villeurbanne : Doc'INSA, 2005. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=bakouboula.
Full text
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Méry, Emeline Barbier Daniel. "Intégration du silicium poreux dans des microsystèmes fluidiques application aux laboratoires sur puce /." Villeurbanne : Doc'INSA, 2007. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=mery.
Full text
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Maurice, Rémy Campo Éric Estève Daniel. "Contribution à la méthodologie de conception système application à la réalisation d'un microsystème multicapteurs communicant pour le génie civil /." Toulouse : INP Toulouse, 2005. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000210.
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Bou, Chakra Elie Garrigues Michel. "Nouveaux procédés d'élaboration à haute résolution de biomicrosystèmes pour la biotechnologie et la microfluidique." [S.l.] : [s.n.], 2007. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/ebouchakra.pdf.
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Arrijuria, Olivier Pellet Claude Briand Renaud. "Contribution à l'intégration de centrales inertielles outils d'aide à la conception et à l'optimisation /." S. l. : Bordeaux 1, 2008. http://ori-oai.u-bordeaux1.fr/pdf/2008/ARRIJURIA_OLIVIER_2008.pdf.
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Aouba, Stéphane. "Conception et réalisation d'un microsystème de conversion photovoltai͏̈que intégré." Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30070.
Full textAbstract:
Le travail presente dans ce memoire s'inscrit dans le cadre du travail realise au sein du projet europeen barmint (basic research for microsystems intergration). Il vise l'etude et la realisation d'un microgenerateur photovoltaique integrable dans un microsysteme multifonctionnel servant de demonstrateur a visees medicales. L'objet general de ce travail est introduit par une etude documentaire sur les tentatives en cours d'integration des fonctions otpiques dans les microsystemes. Cette etude detaille plus particulierement la fonction d'alimentation electrique par energie lumineuse qui constitue l'objet principal de notre travail de these. La realisation materielle de son principe comporte une diode laser, une fibre optique et un module de conversion photovoltaique. Cet ensemble devra etre integre dans le volume du demonstrateur (1cm#3) dont la structure et les specifications sont detaillees. Le choix et la conception du module de photoconversion necessaire au microsysteme, se fonde sur l'analyse des caracteristiques electriques potentielles des cellules et des matrices de cellules photovoltaiques en fonction du spectre de l'energie lumineuse incidente, des influences thermiques, et en fonction des surfaces disponibles. Pour la realisation du module, un procede technologique complet a ete mis au point et applique a la fabrication collective de cellules en serie sur un meme substrat. Ce procede repose essentiellement sur des techniques de collage et de gravure chimique anisotrope. Pour l'integration du module dans le volume du demonstrateur, une chambre optique recouvrant les cellules est definie et realisee. Elle est munie d'un reflecteur optique et de canaux de traversee pour fibre optiques. Le travail se termine par la caracterisation experimentale des matrices realisees. Les resultats obtenus montrent la faisabilite des concepts et des principes technologiques qui ont ete proposes.
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Layouni, Yasmina. "Méthodologie d'aide à la conception de structures intégrées mixtes : application à une interface capteur paramétrable à base de convertisseur Sigma Delta." Lyon, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISAL0045/these.pdf.
Full textAbstract:
L’évolution rapide dans le domaine des micros et nanotechnologies permettent la réalisation de dispositifs complexes contenant des capteurs, des circuits analogiques et numériques, des systèmes de communications, voire même des alimentations et des interfaces optiques. Le manque d’outils d’analyse de systèmes multi-physiques, constitue un problème majeur pour les concepteurs. Le haut niveau d’intégration implique en effet de maîtriser la cohabitation entre les différentes parties, souvent de natures très différentes, qui composent le système. Chacun de ces éléments est un défi, et c’est dans cette dynamique que s’inscrivent les travaux de l’équipe conception de systèmes hétérogènes de l’INL (Institut des Nanotechnologies de Lyon). Bien que de plus en plus dominée par des fonctions numériques, la partie analogique de ces systèmes reste problématique et très coûteuse en temps de développement car elle souffre d’un réel retard de solutions logicielles permettant une conception rapide et fiable. Ce travail de thèse constitue un élément de réponse à ce besoin d’accélération du flot de conception des architectures mixtes intégrées, spécialement au niveau de l’interfaçage de capteurs. L’objectif de ce travail de recherche est d’abord de définir une méthode de conception pour circuits analogiques et mixtes automatisable. Ensuite de proposer une architecture d’interface capteurs basses fréquences programmable et paramétrable et enfin d’appliquer la méthode développée sur l’architecture proposéeThe micro- and nano-technologies domains undergo a rapid evolution, giving rise ta very complex circuits, with sensors, analog and digial circuits, communication devices and even power supplies and optical interfaces. The lack of adequate tools for the analysis of multiphysical systems is a major concern for conceivers. The high level of integration necessitates indeed a good cooperation between the different constituents of the system, each one being very specifie. It is in the framework of this dynamics thal the Heterogeneous System Conception Team work (INL: Institut des Nana-technologies de Lyon). Though more and more dominated by digital functions, the analog part of these systems remains a very delicate part; moreover, it is money-consuming because it is lime- consuming : software solutions allowing a quick and reliable conception are still ta come. This doctoral thesis constitutes a partial attempt to address the need to accelerate the conceiving development flow of composite integrated architectures, especially at the level of sensors interfacing. The aim of this research work is, first of all the definition of a conception method for analog circuits thal could be automated. Its next focus is a proposal for programmable and parametrizable interface architecture for law frequency sensors. Its final aim is ta apply the method of the proposed architecture
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Pittet, Patrick. "Conception et mise en oeuvre de systèmes de détection optique de haute sensibilité pour les microanalyses biochimiques et pour la radiothérapie." Lyon 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LYO10282.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objectif de développer des systèmes de détection optique de haute sensibilité pour les microanalyses biochimiques et pour la radiothérapie. En particulier, l’utilisation d’un photodétecteur CMOS à double jonction enterrée (BDJ) pour ces applications a été étudiée. Une analyse de bruit détaillée de la chaîne de photodétection a été réalisée notamment grâce à une nouvelle modélisation du bruit de la préamplification de charge. Cette modélisation, validée avec des simulations temporelles de bruit, permet d’établir une expression analytique des différentes contributions de bruit en sortie d’amplificateur. Par ailleurs, différentes techniques de traitement du signal ont été développées pour détecter de très faibles signaux noyés dans du bruit. Ainsi, la détection synchrone à temps variable permet de détecter des niveaux de photocourants ~30 dB en dessous du courant d’obscurité du détecteur. Un système basé sur le détecteur BDJ a été conçu et testé pour les mesures d’absorptiométrie, de fluorométrie et de chimiluminescence. Les performances de ce système en termes de sensibilité sont comparables à celles obtenues sur des instruments commercialisés, avec des volumes d’échantillons analysés significativement plus faibles (~nL). Enfin, l’expérience acquise dans la détection de très faibles signaux de luminescence a permis de développer un système de dosimétrie in vivo pour la radiothérapie externe, basé sur la radioluminescence de matériaux semiconducteurs à gap direct. Des résultats préliminaires acquis sur une installation utilisée en routine clinique valident l’approche proposéeThe objective of this research project is to develop high sensitivity optical detection systems for biochemical microanalysis and for radiotherapy. In particular, photodetection systems using CMOS Buried Double pn Junction (BDJ) photodetector have been investigated. A detailed noise analysis of the photodetection chain has been performed with noise modeling of the charge preamplification. This approach, validated by temporal noise simulations has led to analytical expressions for the different noise contributions referred at the amplifier output. Furthermore, various signal processing techniques have been developed for weak signal recovery especially in case of low signal to noise ratios. Among them, variable time synchronous detection enables the detection of photocurrent levels ~30 dB below detector dark current. Such a BDJ detector based system has been designed and tested for absorptiometry measurements, fluorescence detection and chemiluminescence. The proposed detector systems have achieved sensitivity performance comparable with those commercialized instruments with much smaller sample volumes (~nL). Finally, our experience in weak luminescence signal detection has been used to develop a novel in vivo dosimetry system for external beam radiotherapy, based on the radioluminescence of direct band gap semiconductors. Preliminary results from testing with routinely used clinical equipments have validated this approach
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Grossi, François. "Techniques innovantes d'auto-assemblage, d'auto-alignement et de connectique de puces sur substrat basées sur le collage direct." Grenoble INPG, 2010. http://www.theses.fr/2010INPG0002.
Full textAbstract:
L'auto assemblage permet par une approche audacieuse de compléter les méthodes actuelles d'intégration 3D telles que le pick and place. L'auto assemblage dans l'air permet d'auto positionner une puce se retrouvant proche de la zone d'assemblage. En adaptant les techniques de collage direct nous pouvons attacher la puce sans ajout de matière. Nous avons pour cela étudié une méthode qualitative basée sur des alignements visuels. Nous avons mis en évidence la relation entre le confinement de lagoutte offert par le contraste de mouillabilité et le volume de goutte. Puis nous avons mis évidence par le calcul et le logiciel « Surface Evolver » les différents modes de désalignements de la puce sur une goutte et étudié leur stabilité. Enfin nous avons mis en œuvre un procédé microélectronique permettant de quantifier l'alignement au micron près. La configuration utilisée pour ces alignements a soulevé d'autres problématiques concernant le confinement de la goutte par une topologieSelf assembly is an innovative technique to complete 3D integration technologies such as pick and place. Self Assembly in air allows the self alignment of a chip close to the bonding zone of the substrate. With the adaptation of direct bonding techniques we can attach the chip without any material addition. To study this phenomenon we performed visual observations of the self alignment and pointed out the main parameters. We established a relation between the droplet confinement offered by the wettability contrast and the droplet volume. Then we computed thanks to the "Surface Evolver" software the various misalignments modes and studied their stability. Finally we made a microelectronic process which can measure the alignment within 1 micron of precision. The configuration used for these alignments raised other issues concerning the drop/et confinement thanks to a topology
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Loubère, Virginie. "Optimisation de la microstéréolithographie par masque dynamique : application à la réalisation de microactionneurs." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2000. http://www.theses.fr/2000INPL103N.
Full textAbstract:
Les microtechnologies ont fait apparaître de réels besoins de micro-objets tridimensionnels qui pourront servir de structures de base à des microactionneurs. Ce travail de thèse a permis de concevoir et fabriquer des microactionneurs de type micropinces, par le procédé de microstéréolithographie. La réalisation et l'optimisation d'une machine de microstéréolithographie basée sur une matrice à cristaux liquides comme générateur de masques et une lumière visible non cohérente, ont abouti à la fabrication de démonstrateurs complexes. La caractérisation physico-chimique du matériau utilisé pour la structure polymère de la micropince a permis d'obtenir les résultats suivants : une diminution de la viscosité du mélange photopolymérisable et par conséquent une augmentation de la vitesse de fabrication ; une résolution transversale optimale de 2 x 2 [micro]m2 ; une résolution verticale d'environ 10 [micro] m, limitée par l'épaisseur optique du matériau. L'étude du comportement mécanique des pièces, plus particulièrement du module de Young a montré une rigidité suffisante pour la structure déformable de la micropince. Les micropinces de taille millimétrique réalisées grâce à une technique d'assemblage basée sur l'insertion d'un fil en Alliage à Mémoire de Forme dans une structure en polymère au cours du procédé de microstéréolithographie, permettent une valeur maximale de déplacement d'environ 64 [micro]m et une fréquence de fonctionnement de 0,1 Hz.
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Harchani, Noursaïd. "Etude d'une méthodologie de conception descendante des microsystèmes : conception d'un microsystème pour la surveillance des contraintes mécaniques en aéronautique." Toulouse, INPT, 2000. http://www.theses.fr/2000INPT054H.
Full textAbstract:
Le concept des microsystèmes est né il y a une dizaine d'années. Fondé sur les technologies de la microélectronique, il a donné lieu à d'importants travaux pour élargir la capacité technologique d'intégration des systèmes et a été illustré par de nombreuses propositions de prototypes. Cet effort s'ouvre sur des développements industriels et impose une réflexion sur l'Ingénierie de Conception. L'objectif de notre travail est de contribuer à la mise en place d'une méthodologie globale et à l'identification d'outils pour l'ingénierie de conception des microsystèmes. La cohérence d'ensemble de la proposition est proritaire dans une démarche qui associe des outils du commerce et quelques contributions plus personnelles. Cette démarche est, au niveau technique, descendante, des spécifications générales au prototypage virtuel. Elle s'insère dans une démarche applicative de conduite de Projet. Elle s'efforce d'interfacer les disciplines techniques concernées avec un souci constant d'y associer les évaluations technico-économiques indispensables. Cette originalité se retrouve dans la structuration proposée du travail de conception reliée à une base de données unique pour toutes les étapes de spécification, conception architecturale, conception matérielle, prototypage virtuel,. . . Cette méthodologie sera mise en oeuvre pour la conception d'un microsystème réel : le D. E. C. (Dispositif d'Enregistrement des Contraintes). Il comporte des capteurs (accélération, température, environnement, électromagnétique), un ensemble électronique de traitement du signal et une interface de communnication RF. La spécification lui confère des performances intéressantes sur la sûreté de fonctionnement et l'auto-test par la présence d'une fonction spécifique de supervision. La finalité est la surveillance et l'enregistrement des contraintes thermiques et vibrations dans les grandes structures aéronautiques. Nous en validons la conception par simulations VHDL-AMS et en réalisons une première maquette en technologie d'assemblage CMS.
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Millet, Céline. "Etude des optiques diffractives en imagerie infrarouge." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112319.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous avons étudié une famille d’éléments diffractifs innovants, composés de structures binaire sub-longueur d’onde, c’est-à-dire de taille légèrement inférieure à la longueur d’onde et qui permettent d’avoir une bonne efficacité de diffraction sur une large bande spectrale, ce qui est très utile en imagerie. Afin d’étudier l’efficacité des composants diffractifs utilisés en imagerie, nous avons développé un outil de modélisation, dit hybride car il combine une analyse scalaire des grandes zones de Fresnel composant l’élément diffractif, à un traitement vectoriel des microstructures qui les consistent. L‘outil permet de prédire et d’optimiser le comportement d’une structure diffractive conçue pour l’imagerie et composée de tous types de géométrie locale. Nous avons conçu et fabriqué un réseau blazé sub-longueur d’onde gravé dans un substrat d’Arséniure de Gallium. Le modèle hybride a permis d’établir une structure diffractive parfaite lors de l’étape de conception, mais aussi grâce à sa souplesse d’utilisation, d’introduire les effets de la fabrication dans le calcul de l’efficacité de diffraction. Pour évaluer les performances du composant fabriqué, nous avons mesuré son efficacité de diffraction transmise autour de l’ordre de blaze pour une incidence oblique à 10,6 μm et en incidence normale sur la bande spectral 2-17 μm. Cette étude expérimentale montre que la fabrication de tels composants aux propriétés uniques, est compatible avec des moyens technologiques bas-coût issus de l’industrie des semi-conducteurs, tels que la lithographie optique et la gravure ICPThis work deals with a new familiy of diffractive optical elements composed of one-leved binary sub-wavelength structures, i. E with local features that are slightly smaller than the wavelength, providing high efficiency over a large spectral band, which is very useful in imagery. In order to demonstrate the broadband behaviour of these components for use in imaging systems, we have developed a new model called hybrid model addressing components, to design and analyse them. It combines a scalar analysis of the large Fresnel zones (which are useful in imaging applications) with a vectorial treatment of the small features. The model is available for any type of diffractive structures with slowly varying phase. A blazed sub-wavelength grating etched in a Gallium Arsenide substrate has been designed and fabricated by photolithography and ICP etching. In order to evaluate the grating performances, we measured its diffraction efficiency transmitted around the blaze order for an oblique incidence at a wavelength of 10,6 μm. It has also been measured in normal incidence for wavelengths between 2 and 17 μm. . The hybrid model was used to conceive an ideal diffractive structure at first, and then to take fabrication effects into account. We validated a fabrication process and showed the quality of a two dimensional sub-wavelengh grating which period is large compared to the wavelength thanks to its diffraction efficiency higher than 80% from 8 μm to 14 μm. This experimental study shows that the fabrication of components with very interesting propeties is compatible with low-cost processes currently used in the semiconductors industry
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Oukassi, Sami Pereira-Ramos Jean-Pierre. "Développement de micro-sources d'énergie pour l'alimentation de micro-systèmes radio-fréquence." S. l. : Paris Est, 2008. http://doxa.scd.univ-paris12.fr:80/theses/th0417576.pdf.
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Layouni, Yasmina Abouchi Nacer. "Méthodologie d'aide à la conception de structures intégrées mixtes application à une interface capteur paramétrable à base de convertisseur Sigma Delta /." Villeurbanne : Doc'INSA, 2009. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=layouni.
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Gayral, Fabrice Gaffiot Frédéric. "Interfaces sigma-delta avancées pour capteur de champ magnétique microfluxgate." [S.l.] : [s.n.], 2009. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/fgayral.pdf.
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Le, Van Suu Thierry. "Etude analytique, conception et microfabrication de microphones capacitifs miniatures." Le Mans, 2008. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2008/2008LEMA1016.pdf.
Full textAbstract:
Au cours de la dernière décennie, les capteurs capacitifs de pression acoustique fabriqués sur puce silicium, ont fait l'objet d'études théoriques, expérimentales et technologiques, de manière à réaliser des microphones miniatures qui présentent de l'intérêt dans de nombreuses applications. Ces études ont été menées plus particulièrement sur les systèmes d'architectures conventionnelles, c'est à dire sur la modélisation et la microfabrication de dispositifs qui comportent un diaphragme (considéré comme une membrane), une électrode arrière plane (perforée ou non), et une couche de fluide visqueux et thermoconducteur située dans cet entrefer, prolongé par un réservoir périphérique. Le travail présenté dans ce mémoire de thèse constitue dans l'ensemble une extension de ceux menés depuis plusieurs années dans plusieurs laboratoires de par le monde dont le Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine. Une nouvelle architecture dans laquelle l'électrode arrière n'est plus plane a été proposée récemment dans la littérature. Les méthodes analytiques classiques utilisées ont conduit à des expressions simples pour la sensibilité du microphone, mais elles se trouvent limitées lorsque l'étude requiert des résultats très précis. C'est ainsi qu'une solution générale est proposée ici, qui prend en compte le couplage fluidemembrane d'une manière plus réaliste. Par ailleurs, le diaphragme est habituellement considéré comme circulaire et/ou comme ayant un comportement de membrane. C'est ainsi que, dans la seconde partie de cette étude analytique, des solutions sont proposées pour des plaques carrées, chargées par le fluide, incluant une extension au cas du ruban précontraint qui doivent répondent aux attentes de la communauté. La seconde partie de la thèse est double: -i) un microphone miniature, réalisé à l'aide des procédés de micro fabrication disponibles dans la centrale de micro technologies localisée à l'ENSIM, a été conçu et les principales étapes de sa réalisation ont été validées, ii) Une méthode expérimentale de mesure simultanée du module d'Young et des contraintes résiduelles est présentée et validée, qui se substitue avantageusement à notre sens aux méthodes en usage qui ne permettent l'accès qu'à un seul des deux paramètres, l'autre étant supposé connuDuring the last decade, capacitive acoustic pressure sensors fabricated on silicon chips was the subject of theoretical, experimental and technological studies, in order to design miniaturized microphones whose interest in many applications would be of importance. These studies concentrate on the devices classically designed, namely on the modelling and on the micro machining of devices comprising a diaphragm (considered as a membrane), a planar perforated (or not) backing electrode, and a viscous and thermalconducting fiuid trapped between both and/or enclosed by a peripheral reservoir. Ln many respects, the work presented in this PhD thesis is an extension of those carried out for several years in laboratories around the world, including the Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine. A new design in which the backing electrode is non-planar has been proposed recently in the literature. A standard analytic procedure yielded simple expression for the sensitivity of the microphone, whose the limitations can be pointed out when a precise solution is needed. Therefore herein, a general solution is proposed, which accounts for the coupling between the membrane and the fiuid layer in a more realistic way. On the other hand, the diaphragm is usually assumed to be circular and/or to behave as a membrane. The aim of the second chapter of the analytical studies presented here is to propose solutions for square loaded plates, including extensions for stretched ribbon, leading to awaited results. The second part of the thesis is twofold : -i) a miniaturised microphone, made using the micro machining pro cesses available in the clean room facility at ENSIM, has been designed and the main process steps have been validated, -ii) an experimental method for measuring simultaneously the Young's modulus and the residual stress is suggested and validated, supplanting in our opinion other known methods which usually provide only one of these two parameters (assuming that the other one is known)
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Harnois, Maxime. "Étude et réalisation d'un biocapteur de type transistor à grille suspendue pour la reconnaissance de l'hybridation moléculaire de l'ADN." Rennes 1, 2008. http://www.theses.fr/2008REN1S101.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la réalisation et l’optimisation de transistors à grille suspendue (SGFET : Suspended Gate Field Effect Transistor) en vue d’applications dans le domaine du diagnostic clinique. Ce projet pluridisciplinaire regroupe des domaines de compétences variés tels que : l’électronique, la biologie et la chimie. Le transistor à grille suspendue est basé sur la structure d’un MOSFET. La principale différence réside dans la configuration de la grille : celle-ci est suspendue. Afin de permettre l’utilisation électrique du SGFET en milieu aqueux, une couche de nitrure de silicium recouvre les surfaces supérieure et inférieure de la grille de polysilicium dopé. Grâce à un procédé chimique de fonctionnalisation de surface, les molécules d’ADN à détecter sont fixées sur le nitrure de silicium entre la grille suspendue et le canal du transistor. Ainsi, l’apport de charges négatives dues à l’ADN à proximité du canal du SGFET, influe sur sa caractéristique de transfert. Par conséquent, la détection de l’ADN s’effectue par mesure du décalage entre les caractéristiques de transfert avant et après ajout du matériel génétique. Grâce au matériel biologique fourni par les généticiens du CHU (Centre Hospitalier Universitaire) de Nantes nous avons pu effectuer le diagnostic clinique de patients porteurs de la mucoviscidose et de patients prédisposés au cancer du sein. Nous avons effectué une étude statistique montrant la faisabilité du diagnostic des patients homozygotes mutés et normaux. Les résultats obtenus à l’issue de ce travail de thèse ouvrent de nombreuses perspectives et notamment celle d’intégrer le biocapteur réalisé par l’IETR dans un « lab on chip »This works deals with the fabrication and the optimization of Suspended Gate Field Effect Transistors (SGFET) for applications in the field of clinical diagnosis. This multidisciplinary project links several knowledge in electronics, biology and chemistry. SGFET is based on the MOSFET structure. The main difference between these two devices concerns the structure of the gate (this one is suspended). In order to use SGFET in aqueous solutions, the doped gate is coated with silicon nitride thin film layer. Thanks to chemical functionalization of silicon nitride surface, DNA probes can be grafted between the gate and the channel. As a consequence, the negative charges brought by DNA involve a shift of the transfer characteristics. Hybridization signal is obtained by measuring the shift before and after addition of DNA targets. Thanks to DNA provided by genetic lab of CHU (Centre Hospitalier Universitaire) of Nantes we made clinical diagnosis of patients suffering from cystic fibrosis or predisposed to breast cancer. Statistical studies were achieved and demonstrated the ability to diagnose healthy and mutated homozygote patients. Future works will focus on the integration of the SGFET into a lab on chip
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Bélaubre, Pascal. "Conception et réalisation d'un microsystème robotisé de dépôt de produits biologiques par microleviers en silicium pour l'élaboration de biopuces." Toulouse, INSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ISAT0023.
Full textAbstract:
Les biopuces permettent d'analyser en quelques heures des milliers de séquences (ADN ou protéines) et d'identifier quels gènes répondent à l'action d'une molécule ou sont impliqués dans une maladie. Le travail présenté porte sur la conception et la réalisation d'un système miniaturisé et robotisé de dépôt de produits biologiques par micro-leviers en silicium pour la réalisation de biopuces. Après un descriptif détaillé des différentes techniques pour fabriquer des biopuces, nous expliquons notre démarche et nos objectifs. La combinaison d'une plate-forme de positionnement ayant une précision de 50nm et de micro-leviers en silicium est retenue. La méthode de fabrication est basée sur l'utilisation de ces micro-leviers en silicium et la mise en place d'une technique de dépôt par contact direct entre ces outils et le support de la biopuce. Le dépôt s'effectue par capillarité. L'originalité de notre travail repose sur les dimensions géométriques (dépôts de quelques microns en diamètre), sur l'utilisation de volumes très faibles (quelques picolitres) donc la réalisation de nombreux spots avec un seul chargement de levier. Un autre avantage réside dans le fait qu'il est possible de produire ces leviers en masse, à faible coût en utilisant une technique de réalisation très simple. L'étude se poursuit sur la validation de cette approche suivant différents aspects: un aspect biologique démontrant la possibilité de réaliser des puces à ADN et à protéines et de déposer différents produits avec un seul et même levier; un aspect mécanique démontrant la compatibilité de notre approche avec les micro- et nano-technologies (utilisation des micro-leviers, positionnement et taille). Puis, le problème du chargement des microleviers est traité: une technique d'électromouillage est tout d'abord utilisée mais son efficacité reste limitée. Elle évolue vers la diélectrophorèse, technique connue pour permettre de transporter des liquides en modifiant l'équilibre des charges, où l'application du champ électrique se fait par des électrodes en aluminium passivées placées le long des leviers. Enfin, l'intégration de piézorésistances sur les leviers permet de détecter le contact avec le support. Ainsi, après le contrôle actif du chargement, on peut réaliser un contrôle actif du dépôt, en garantissant une uniformité dans la force d'appui et le temps de contactBiochips allow to analyze thousands of samples (DNA, proteins) in hours and therefore to know which gene responds to the action of a certain molecule or takes part of a certain disease. Our work is focused on the design and fabrication of a miniaturized and robotized silicon-cantilever-based microsystem for biological sample deposition to elaborate biochips. After an overview of the different methods to fabricate biochips, we describe our goals. The association of a 50 nm precision positionning system and silicon micro-cantilevers was retained. The method is based on direct contact between those cantilevers and the biochip support. The deposition is made through capillary forces. The originality of our work relies on geometric dimensions (spots of a few microns in diameter), the use of minimal amount of biological samples (picoliters), enabling a lot of depositions with a single loading process. Another advantage relies on the mass production process of our cantilevers which makes our system particularly cost effective. Our study focuses on the checking of our approach on different aspects: a biological one showing our capability to realize DNA and proteins chips and deposit various liquids with a single cantilever; a mechanical one demonstrating our system's compatibility with micro- and nano-technologies (use of cantilevers, positioning and size). Then, the loading process of the cantilevers is highlighted: an electrowetting method is firstly used. Then dielectrophoresis which is well known to manipulate liquids is developped through the use of an electric field applied between aluminum passivated electrodes implemented along the cantilevers. Finally piezoresistors located along the cantilevers allow the detection of the contact with the support. Therefore we have an active control of both the loading process and the deposition process in order to waranty uniformity of contact force and contact time
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Kropfeld, Pascal. "Conception et caractérisation de réseaux de microémetteurs à effet de champ sur matériau GaAs." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-379.pdf.
Full textAbstract:
Les capacités d'intégration de la microélectronique et la faible consommation ont permis aux transistors, puis aux circuits intégrés de supplanter les composants de base qu'étaient les tubes à vide. Seuls ont subsisté les dispositifs nécessitant de grandes énergies tels que les tubes à rayons cathodiques et les tubes hyperfréquences de puissance. L'émergence de sources à cathode froide basée sur une émission électronique par effet de champ sous faible tension de commande voit s'ouvrir un nouveau champ d'investigations: la microélectronique du vide. Dans le domaine des microondes, la substitution de l'émission thermoionique par une émission tunnel associée aux propriétés du transport électronique dans le vide suscite un vif intérêt, notamment en raison du gain énergétique potentiel et de la réduction d'encombrement de ces composants. La conception technologique et la réalisation de microcathodes froides sur semiconducteur GaAs est étudiée ici en vue de montrer les potentialités d'émission de ces microstructures. Après une investigation analytique du mécanisme d'émission, différentes modélisations soulignent la dépendance aigüe du champ d'extraction aux paramètres matériau et géométriques et tout particulièrement à celle du rayon de courbure des micropointes ou des microlames. La mise en oeuvre de différents procédés technologiques nous a conduits à la réalisation de nombreux profils obtenus soit par sous-gravures chimiques d'un masque déposé sur le semiconducteur, soit par gravure plasma verticale autour d'un motif de dimensions minimales. La réalisation de réseaux à grande densité de microémetteurs a fait l'objet de caractérisations à la fois physiques et électriques qui permettent, à partir d'exploitations statistiques, d'apprécier les potentialités d'émission sur ce matériau.
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Le, Van Suu Thierry Bruneau Michel Durand Stéphane. "Etude analytique, conception et microfabrication de microphones capacitifs miniatures." [S.l.] : [s.n.], 2008. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2008/2008LEMA1016.pdf.
Full text
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Populaire, Charles. "Propriétés physiques du silicium poreux : traitements et applications aux microsystèmes." Lyon, INSA, 2005. http://www.theses.fr/2005ISAL0018.
Full textAbstract:
Les propriétés singulières du silucium poreux sont propices à la réalisation de micro-dispositifs thermiques et électromagnétiques. Des couches entièrement poreuses, épaisses de 400 µm et homogènes ont été réalisées. L'étude des propriétés thermiques a permis la détermination des paramètres morphologiques et chimique à même de minimiser la conductivité thermique. Un régime d'oxydation ultramince a été mis en évidence pour les températures d'oxydation inférieures à 700°C. L'analyse des effets des traitements thermiques oxydants nous a conduit à la mise au point d'une méthode originale de caractérisation mécanique. L'effet de la porosité et du caractère chaotique du milieu a pu ainsi être modélisé analytiquement. Enfin, l'analyse électrique de caissons épais de silicium poreux a mis en évidence les excellentes propriétés d'isolation diélectrique de ces couches, en particulier en configuration traversante. Des micro-résonnateurs sur caisson de silicium poreux oxydé de 50 µm d'épaisseur ont été réalisés pour les applications R. F. Les résultats expérimentaux ont montré le caractère diélectrique efficace et large bande du silicium poreuxSingular properties of porous silicon are useful for thermal and electromagnetic devices. Realization of thick and homogeneous layers up to the whole substrate thickness was achieved. Thermal properties of a nanostructured porous medium were studied regarding morphological and chemical parameters in order to lower the thermal conductivity. Ultrathin oxidation kinetics was brought to the fore for oxidation temperature lower than 700°C (threshold of mechanical and topography stability). By regarding strain effects induced by thermal oxidation of porous silicon, an original method of mechanical characterization was achieved. Impact of porosity and chaotic morphology of such a nanostructured medium was modelled analytically. At fast, electrical analysis of thick porous silicon layers have brought to the fore their excellent dielectric insulation (in particular full porous silicon substrate). The experimental results demonstrate the efficient dielectric and broadband behaviour of PS
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Anduze, Marc. "Etude experimentale et numerique de microecoulements liquides dans les microsystemes fluidiques." Toulouse, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAT0002.
Full textAbstract:
CETTE ETUDE CONCERNE L'ANALYSE EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE D'ECOULEMENTS LIQUIDES DANS LES MICROSYSTEMES FLUIDIQUES. LA PARTIE PRINCIPALE DE CE TRAVAIL A CONSISTE A CONCEVOIR, REALISER ET EXPLOITER UN BANC D'ESSAIS SPECIFIQUE. DANS UN PREMIER TEMPS, LES PRINCIPAUX MICRODISPOSITIFS FLUIDIQUES COURAMMENT UTILISES SONT PRESENTES, AINSI QUE LEURS DIFFERENTS PROCEDES D'ELABORATION. L'INFLUENCE DE LA MINIATURISATION SUR LES ECOULEMENTS EST ENSUITE ABORDEE ET DES PROBLEMES DE COHERENCE ENTRE LES DIFFERENTS RESULTATS EXPERIMENTAUX PRESENTS DANS LA LITTERATURE SONT MIS EN EVIDENCE. L'ANALYSE PREALABLE ET LA CONCEPTION DU BANC D'ESSAIS SONT ENSUITE EXPOSES. CE BANC PEUT MESURER DES DEBITS DANS LA PLAGE 10-7 A 10-13m cubes/s 1, POUR DES PRESSIONS AMONT OU AVAL ALLANT DE 1,5 KPA A 0,35 MPA ET DES TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 288 K ET 318 K. LES PROCEDURES EXPERIMENTALES, AINSI QUE LA PRECISION DES MESURES, ONT ETE QUALIFIEES A PARTIR DE MESURES D'ECOULEMENTS PERMANENTS DE TYPE HAGEN-POISEUILLE DANS DES MICROCANAUX DE SECTION CIRCULAIRE. UNE ANALYSE COMPARATIVE DU NOMBRE DE POISEUILLE THEORIQUE ET EXPERIMENTAL EST PRESENTEE, POUR DES ECOULEMENTS DANS DES MICROCANAUX DE SECTIONS TRIANGULAIRES ET TRAPEZOIDALES ET DE DIAMETRES HYDRAULIQUES COMPRIS ENTRE 3 ET 15 microM. UNE DEPENDANCE DU NOMBRE DE POISEUILLE EN FONCTION DU NOMBRE DE REYNOLDS EST MISE EN EVIDENCE PUIS DISCUTEE. PAR LA SUITE, UNE ANALYSE EXPERIMENTALE DES MICROCLAPETS D'UNE MICROPOMPE MONTRE UNE FRAGILITE IMPORTANTE ET UN MANQUE CERTAIN DE FIABILITE. UNE SOLUTION ALTERNATIVE EST ALORS PROPOSEE. IL S'AGIT D'UTILISER DES MICRODIODES, ELEMENTS SANS PARTIE MOBILE. UNE ANALYSE NUMERIQUE, CONFRONTEE A L'EXPERIENCE, PERMET D'AMORCER UNE OPTIMISATION GEOMETRIQUE DE MICRODIODES VORTEX EN COMPARANT LEURS PERFORMANCES A CELLES D'AUTRES MICRODIODES PRESENTEES DANS LA LITTERATURE. POUR TERMINER, LES PERSPECTIVES ET DEVELOPPEMENTS FUTURS DE CE TRAVAIL SONT DEGAGES.
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Millon, Cyril. "Contribution à l'étude de procédés de réalisation de structures métal / PZT / métal sur silicium pour microsystèmes piézoélectriques." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0029/these.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a pour but l'optimisation du procédé d'élaboration du multicouche Métal/PZT/Métal sur substrat de silicium. Nous avons élaboré des films minces de PZT(52/48) (Pb(Zr0,52Ti0,48)O3) par pulvérisation cathodique. Les cristallisations des différentes couches ont été effectuées par recuit rapide de type RTA. Nous avons dans un premier temps confirmé la stabilisation de l'électrode inférieure par l'arrêt de la pénétration du Ti au travers du Pt dans la bi-couche de type Pt/TiOx. Les mesures réalisées par SIMS montrent qu'une couche de TiOx de 20 nm d'épaisseur stoppe la diffusion du titane dans le Pt lors du recuit de l'ensemble de l'électrode inférieure. Par ailleurs une couche de nucléation en Ti déposée sur une électrode de type Pt/TiOx améliore la cristallinité du PZT lors du recuit de cristallisation. L'orientation exclusive ou au moins majoritaire de la phase pérovskite du PZT dans la direction [111] a été montrée par diffraction X. Une étude systématique de l'homogénéité surfacique des propriétés ferroélectriques des cycles d'hystérésis a été réalisée. Elle a montré que le Ti en couche de nucléation permet d'avoir un rendement de 80% de contacts carrés de 450 µm de coté sans court-circuit. L'oxydation en TiOx de cette couche de nucléation montre une dégradation des propriétés ferroélectriques et une perte de l'orientation préférentielle du PZT dans la direction [111]. Nous avons constaté que le recuit de l'électrode inférieure sous azote augmentait l'occurrence de court-circuit. De plus une phase pyrochlore orientée [222] ou [400] apparaît sur les figures de diffraction X que ce soit dans le cas d'une sous-couche en TiOx ou dans le cas d'un recuit de l'électrode inférieure sous azote. Une étude sur l'épaisseur de la couche de nucléation a confirmé l'existence d'une épaisseur critique (3 nm) au-delà de laquelle une perte d'orientation cristalline de la couche de PZT et aussi une dégradation de cette couche a été observée. Des mesures piézoélectriques ont été réalisées au moyen d'une poutre vibrante, la valeur du d31 juste après la polarisation est de -17,8pC. N-1. Un démonstrateur a montré que le film mince de PZT, élaboré d'après l'optimisation décrite ci dessus, permet de mettre en vibration une membrane de silicium de 88 µm d'épaisseurThe goal of this thesis was the optimisation of the elaboration process of the metal/ferroelectric/metal multi-layer on silicon substrate. A thin layer of Pb(Zr0,52Ti0,48)O3 (PZT) has been obtained by sputtering. The crystallisations have been achieved by mean of Rapid Thermal Annealing (RTA). The stabilisation of the bottom electrode by the control of the Ti diffusion in platinum electrode by a TiOx layer has been confirmed. The SIMS measurments have shown that a 20nm thick TiOx layer is enough to stop the Ti diffusion thru the Pt layer. Then a Ti seeding layer has been deposit on this Pt/TiOx bottom electrode in order to enhance the PZT cristallinity. Indeed, XRD measurements have shown a quasi exclusive [111] perovskite phase for a 250 nm PZT layer. A study of the ferroelectric properties (hysteresis loops) has been carried out on a matrix of top electrode in order to get a mapping of remanent polarisation and coercitive field. We have shown that a Ti seeding layer led a yield of 80% of 450 micrometers side length top electrodes. The oxidation of the Ti seeding layer (TiOx) has resulted in the pyrochlore phase appearance with the [222] and/or the [400] dominant orientations and a decrease of the [111] perovskite orientation. Moreover in this work, we have shown that a threshold thickness of about 3 nm Ti seeding layer must not be exceeded in order to ensure the dominant perovskite crystallisation together with mechanical stability of the PZT layer. The d31 piezoelectric coefficient has been obtained by means of a modified vibrating beam method. Just after the polarization (240 kV. Cm-1 during 40 min) the d31 coefficient has been measured at –17. 8 pC. N-1. A test structure (88 micrometers thick silicon membrane) with a Pt/TiOx bottom electrode, a Ti seeding layer and a 250 nm thick layer has been achieved
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Allouch, Alaa el dine. "Microfluidique diphasique : réseaux de micro-bulles à défauts contrôlés pour la photonique." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1376/.
Full textAbstract:
La microfluidique est un domaine très vaste qui étudie les comportements de fluides à l'échelle micrométrique. Grâce aux progrès de la microfabrication, elle suscite un nombre croissant d'applications en biologie ou chimie, et même très récemment en optique. En effet, son utilisation pour réaliser des cristaux photoniques est attractive par rapport aux technologies standards : elle permet une fabrication collective avec des interfaces très lisses. Dans cette perspective, cette thèse propose d'utiliser la microfluidique diphasique pour la fabrication de réseaux stables de microbulles, et pour intégrer de façon simple des fonctionnalités optiques réelles. Nous présentons d'abord la formation de réseaux hexagonaux de microbulles monodisperses de période dans la gamme 5-100 µm, contrôlée par la géométrie et les conditions d'écoulement. La qualité de ces cristaux a été révélée par imagerie de diffraction. Un photopolymère, utilisé comme liquide porteur, a permis l'obtention de structures stables sur plusieurs mois. Nous avons développé une technologie verre-verre qui permet la fabrication de canaux adaptés aux applications optiques : transparents, rigides et chimiquement résistants. Pour démontrer les potentialités de nos systèmes, nous avons réalisé des cristaux de bulles incluant des défauts contrôlés (lacune d'une bulle ou d'une ligne de bulles), éléments clés pour la conception de guides d'ondes ou de résonateurs. Nous utilisons des plots qui excluent les bulles de zones choisies, par compétition entre tension interfaciale et forces hydrodynamiques. Nous avons développé et validé expérimentalement un modèle qui prédit l'efficacité de cette méthode. La génération des microbulles sur puce est prometteuse pour la photonique : elle permet l'auto-organisation des structures avec une rugosité extrêmement faible. L'obtention de périodes comparables à la longueur d'onde est encore nécessaire pour la réalisation de fonctions basées sur les cristaux photoniques. Notre approche doit permettre cette réduction de taille, car les limites de diffraction inhérentes à la photolithographie interviennent seulement pour la fabrication des canaux et non lors de la formation des bulles. Ce travail constitue donc une nouvelle approche, optofluidique, à la réalisation d'un guide d'onde, un filtre ou un résonateur optiqueMicrofluidics is a large field that encompasses the study of fluids' behavior at microscales. Progresses in microfabrication technologies have enabled an increasing number of applications in biology, chemistry, and recently in optics. Indeed, microfluidic methods to fabricate photonic crystals are attractive, as compared to standard microfabrication, since they enable low interfaces roughness and self-organized collective fabrication. In this perspective, this thesis suggests the use of two-phase microfluidics to fabricate stable bubble networks, and to integrate easily realistic optical functionalities. First of all, we present the formation of monodisperse hexagonal bubble networks with a tunable pitch (between 5 and 100 µm) controlled by geometry and flow conditions. High-quality crystal organization is revealed by diffraction imaging. A photopolymer, used as carrier liquid, enables obtaining long life crystals. We have developed a glass-glass technology which allows the fabrication of channels adapted to optical applications: transparent, rigid and chemically resistant. To further demonstrate the potentiality of our approach, we have realized bubble crystals which contain controlled defects (lacuna of one, two or line of bubbles), key element in the design of waveguides or resonators. Small bumps are used in order to exclude bubbles from determined zones by a competition between interfacial tension and hydrodynamic forces. We have developed and experimentally confirmed a model which predicts the efficiency of this method. On-chip generated microbubbles are promising for photonics: they intrinsically enable self-organization and surface roughness unbeatably low. Sub-wavelength period are still needed to build photonic crystal-based optical functions. Our approach should enable such scaling down, because bubble formation is not diffraction limited as opposed to photolithography. This work thus opens a novel way to achieve optical functionalities such as waveguide, filter or resonator
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Frick, Vincent. "Etude et réalisation d'un système intégré pour la mesure de courant avec isolation galvanique en milieu industriel." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13237.
Full textAbstract:
Ce projet, initié par le laboratoire LEPSI, a été mené dans le cadre d'une convention CIFRE en collaboration avec la société SOCOMEC. Le point de départ du travail présenté est un ca-hier des charges traduisant les besoins en systèmes de mesure du courant de cette société. La mesure précise, à faible coût, de courants avec isolation galvanique pose de nombreux pro-blèmes techniques. Aujourd'hui, on ne peut plus concevoir industriellement des composants de commande numérique de plus en plus petits et des circuits de puissance à compacité accrue sans envisager de développer des capteurs de courant plus petits, offrant une bonne isolation galvanique et moins coûteux. Une étude préliminaire sur les principes de mesure de courant utilisés dans le milieu industriel montre que la plupart des systèmes actuellement utilisés sont basés sur le principe d'un circuit magnétique souvent encombrant (transformateur d'intensité, capteur à effet Hall inséré dans un tore magnétique, etc. ). Or, la présence d'un matériau ma-gnétique engendre des problèmes de non-linéarité et réduit la souplesse d'utilisation du cap-teur. Les microsystèmes réalisés en technologie CMOS constituent une alternative intéressante car ils permettent d'intégrer à moindre coût et dans des volumes extrêmement confinés des éléments sensibles au champ généré par le courant à mesurer, associés à de l'électronique de conditionnement, ainsi que de nombreuses fonctionnalités supplémentaires. [. . . ]
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Pichonat, Emmanuelle. "Conception et réalisation d'un filtre de Fabry-Perot intégré sur un micro-banc optique en silicium." Besançon, 2002. http://www.theses.fr/2002BESA2036.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans le domaine des micro systèmes optiques. Le travail a consisté à concevoir et réaliser un prototype de filtre spectral de type Fabry-Perot. Ce type de composant a de nombreuses applications, tant dans le domaine des télécommunications optiques que dans le domaine des capteurs interférométriques. L'objectif est ici de réaliser un micro filtre dont la longueur optique peut être plus importante que dans les travaux publiés précédemment. Ce filtre peut, de plus, être adapté à différents types de longueurs d'onde. Il s'agit d'un composant se présentant sous la forme d'un micro-banc optique, ce qui rend aisée son intégration sur des montages plus complexes. Dans une première partie, une architecture a été proposée incluant un micro actionneur thermique permettant de déplacer une plate forme supportant une micro lentille. Cette lentille permet de collimater le faisceau sortant d'une diode laser fibrée. Les faces planes des lentilles jouent le rôle de miroirs défmissant la cavité de Fabry- Perot. Un modèle analytique et un modèle par éléments finis ont été développés pour étudier le comportement de l'actionneur thermique. Une bonne corrélation a été trouvée entre les deux modèles permettant d'étendre l'étude par éléments finis à tout type de géométrie. Différents procédés technologiques ont ensuite été développés permettant de résoudre les différents problèmes de micro fabrication rencontrés (compensations des sous-gravures, obtention de flancs verticaux. . . ). Des caractérisations électromécaniques ont permis de vérifier que les températures et les déplacements expérimentaux sont bien en accord avec les résultats obtenus par les simulations. Les comparaisons entre les modèles et l'expérience ont permis de valider la bonne compréhension des phénomènes observés. Enfin, un banc de caractérisation optique a permis de mesurer la finesse du filtre. Une finesse de 25 a été obtenue à la longueur d'onde de 830 nmThis work is an example of Micro Optical Electrical Mechanical Systems (MOEMS). The aim was to realize a tunable Fabry-Perot filter with an optical length less important than in the previous works. This kind of device bas many applications for the telecommunications systems and the interferometric sensors. This filter which is integrated to an optical bench can work in different wavelengths. It's an example of a full-wafer structuring process which makes use of the advantage of silicon machining. Anisotropic etching techniques allow the fabrication of low cost structures with a very high precision. Ln the first part, we propose a system with a micro thermal actuator which allow the displacement of a micro-lens supported by a movable silicion frame. This lens permits the focusing of the beam which results from an optical fiber or a Laser diode. The Fabry-Perot cavity is obtained by the deposition of reflective layers to form the mirrors on the exit facet of the first lens and the input facet of the second one. We have mainly worked on the actuator modeling and we present two models of a thermomechanical in-plane microactuator by using an analytical model and a Finite Element simulation. We demonstrate a good agreement between both models. This study shows that we can develop this model for more complex structures. Different technological processes have been developped to solve some etching problems (the use of compensations to avoid under-etching, perfect vertical walls. . . ). Comparisons between theory and experimental results (temperature and displacement) validate the steady-state conditions and demonstrate the importance of several thermal phenomena. The actuator bas been successfully used in a Fabry-Perot interferometer : a finesse of 25 was obtained for a 830 nm laser diode
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Peraldi, Raphaëlle. "Relations entre cinétiques de croissance des couches d'oxyde et leurs microstructures lors de l'oxydation à haute température du nickel de haute pureté." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2000. http://oatao.univ-toulouse.fr/7247/1/peraldi1.pdf.
Full textAbstract:
La caractérisation systématique des cinétiques de croissance et des microstructures des couches dans le cas de l'oxydation du nickel, est faite, dans un large domaine de température (450-1200 °C) et pour des épaisseurs moyennes de couches comprises entre 0.5 et 70 μm. La préparation de surface du nickel polycristallin de haute pureté (polissage mécanique et recuit réducteur) permet d’obtenir une très bonne reproductibilité. Les cinétiques d'oxydation sont purement paraboliques aux températures supérieures à 1000 °C, et parabolique puis cubique à 800 et 700 °C quand l'épaisseur de la couche d'oxyde augmente. Trois morphologies de surface sont détaillées : les grains facettés, les cellules et les plaquettes ; et trois microstructures internes sont distinguées : simplex compacte, simplex poreuse et duplex. L'effet de l'orientation du substrat sur les microstructures des couches est important. L'effet d'une modification de la préparation de surface sur les microstructures et cinétiques de croissance des couches d'oxyde est étudié. Des oxydations multi-températures permettent de montrer qu'à 1100 °C, la croissance est purement cationique, alors qu'à 700 °C, la croissance de l'oxyde se fait conjointement aux interfaces interne et externe de la couche. Les modèles cinétiques d'oxydation à haute température ne prenant pas en compte la croissance de la couche interne de la microstructure duplex et l'effet de l'orientation du substrat sur les couches d'oxyde sont insuffisants. Dans le modèle de croissance des couches d'oxyde proposé, l'effet de la diffusion aux joints de grains, et en surface, même pour les plus hautes températures, est discuté. En outre, le transport gazeux de l'oxygène à travers partie ou totalité de la couche, les réactions aux interfaces, et donc, les quantités de lacunes injectées et annihilées doivent être prises en compte pour expliquer la formation de la couche interne de la microstructure duplex.
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Dardalhon, Muriel. "Contribution à l'analyse de la fiabilité de microsystèmes : prise en compte des contraintes liées à l'environnement spatial." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20198.
Full text
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Soto-Romero, Georges. "Etude, modélisation et réalisation d'un micro-senseur terrestre infrarouge en technologie microsystèmes : application au positionnement de micro satellites en orbite basse." Toulouse, INSA, 2001. http://www.theses.fr/2001ISAT0019.
Full textAbstract:
L'ensemble de ces travaux porte sur deux axes: la modélisation d'une micro-caméra infrarouge (IR) en technologie microsystèmes d'une part, dans le but de développer le " prototypage virtuel " d'un microsenseur terrestre pour le contrôle d'attitude de satellites en orbite basses (LEO) ; et d'autre part, la réalisation " hardware " de l'ensemble du système de mesure, allant de la scène IR jusqu'au modules électroniques de lecture et traitement de signal provenant du détecteur IR. Le détecteur est une matrice microbolomètre non refroidie (320x240 pixels de 51 ?m de côté), qui est utilisée comme une barrette linéaire IR dans le cadre de cette application liée au domaine spatial. Ces travaux ont été menés suivant une méthodologie de conception " Top-Down ", avec pour le prototypage virtuel des outils de simulation " comportementale " et " systèmes ", comme Matlab & Saber. La réalisation " hardware " est quant à elle composée du démonstrateur MIRES (Micro InfraRed Earth Sensor), qui a permis de corréler les simulations avec les mesures, et de valider l'ensemble du projet. Ce démonstrateur regroupe la notion de " tête optique ", qui comprend un système optique, le détecteur infrarouge, et les systèmes électroniques assemblés en microcartes, avec des composants montés en surface du commerce (CMS COTS). Le résultat final est un système intégré, en accord avec les spécifications techniques initiales données par le CNES (Centre National d'Etudes Spatiales) - Outre les résultats obtenus (en terme de prototypage virtuel et de réalisation " hardware " ), ce projet présente l'intérêt d'une approche " générique " et " bas coûts ", pouvant être réutilisée avec d'autres capteurs matriciels IR (voire visible) et d'autres domaines d'applications (domotique, automobile, défense, médical)A part of this work is split into the modelling of an infrared micro-camera designed in a microsystems technology approach, in order to develop the virtual prototyping of an earth horizon micro-sensor set up in a L. E. O. (Low Earth Orbit) satellite , and a second part into the hardware realisation of the whole optic and electronic environment of the active element used in this camera. This active element is a 320x240 microbolometer focal plane array (FPA), which is used as a linear array in this space-oriented application. This investigation is based on a Top-Down design methodology, with both "behavioural" and "systems" approaches for virtual prototyping, and the same simulation tools as those involved in standard systems designs, as Matlab & Saber. The hardware realisation of the MIRES project (Micro InfraRed Earth Sensor) includes all elements of an "optical head", from the input optical system to the signal processing digital electronic output, and in-between the detector and the reading electronics in a vertical micro-cards assembly (like Vertical Micro-Chip Modules MCM-V) based on COTS (Components On The Shelves). The final result is a very compact microsystem consistent with the specifications given by the CNES (Centre National d'Etudes Spatiales) - Among the interest of the project itself, the system architecture follows a "generic" approach, which means that both virtual prototyping and hardware realisation are adaptable to any kind of microbolometer (or other FPA's like visible CCD), extending this way the range of application of this work
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Loe-Mie, Faïdjiba. "Développement de sels d’onium chélatants et fluorogéniques pour la détection des ions mercuriques en microsystèmes." Rennes 1, 2009. http://www.theses.fr/2009REN1S149.
Full textAbstract:
La présence du mercure dans l’environnement est principalement issue de l’activité humaine telle que la génération de déchets industriels et agricoles ou les travaux d’orpaillage. La contamination au mercure cause de sérieuses nuisances environnementales. En effet, dès lors que le mercure inorganique est transformé en méthylmercure neurotoxique par les bactéries, la toxine peut être bioaccumulée dans les organismes aquatiques marins. Leur entrée dans notre chaîne alimentaire influe fortement sur la santé humaine car l’intoxication au mercure entraîne des maladies neurologiques, neuromusculaires, des problèmes rénaux etc. , Par conséquent le taux d’ions mercuriques Hg²⁺, la forme hydrosoluble la plus toxique, fait l’objet d’une réglementation stricte et ne doit pas excéder 1 μg/L (1 ppb) dans les eaux destinées à la consommation humaine. 1, Bien que des techniques analytiques sophistiquées soient couramment utilisées pour le dosage de métaux en si faible quantité (spectroscopie d’absorbance ou d’émission atomique AAS/AES ou spectrométrie de masse à source plasma ICP-MS), il y a encore une réelle demande pour développer des méthodes de détection en ligne, plus rapides, peu coûteuses, aussi sensibles et à seuil de détection comparable. Dans ce contexte, les chercheurs se sont particulièrement intéressés aux méthodes issues de la fluorescence et de l’électrochimie Cependant, dans la plupart des cas, la limite de détection se situe entre 10 et 100 μg/L et reste donc bien supérieure à la valeur-seuil de mercure fixée par les organismes compétents. Afin d’améliorer les performances de ces systèmes de détection, il est nécessaire de concentrer les métaux lourds. Dans le cadre de cette thèse nous proposons d’évaluer l’efficacité d’une extraction concentratrice des sels métalliques par les liquides ioniques (LI) comme le suggèrent certains auteurs et une détection par fluorescence, une méthode rapide, sensible et à faible seuil de détection. Plusieurs propriétés justifient l’utilisation des LI en tant que phase extractrice. Ils ont une tension de vapeur saturante négligeable, une hydrophobie modulable, un fort pouvoir de solubilisation des espèces organiques et inorganiques, l’échange d’ions est facilité et augmente par conséquent le coefficient de partage par rapport aux solvants d’extraction classiques. De plus, l’utilisation de ligands tels que les éthers couronnes, les urées, les thio-urées, ou les sulfures facilite ce transfert en diminuant l’hydrophilie des espèces ioniques. Cependant, il arrive que le ligand ou son complexe métallique soit soluble dans l’eau ce qui diminue l’efficacité d’extraction. L’un des enjeux de cette thèse sera de trouver des ligands qui se resteront dans la phase extractante même sous forme complexée. Ceci est possible lorsque le ligand est lui-même un liquide ionique ou un sel d’onium, il s’agit alors de liquide ionique à tâche spécifique (LITS) ou de sel d’onium à tâche spécifique (SOTS). Le ligand, intégré à une matrice liquide ionique, fera partie intégrante de la phase extractante et le complexe y sera immobilisé, augmentant le rendement d’extraction. Les SOTS décrits combinent les propriétés des LI et celles des sondes fluorescentes, ce qui permet à la fois d’extraire les métaux contenus dans la phase aqueuse, de les détecter et de les quantifier de façon simple et rapide. Les travaux réalisés ont consisté en la synthèse et la caractérisation de plusieurs fluoroionophores et SOTS dérivés de la 8-hydroxyquinoléine. Puis, les propriétés chélatantes ont été évaluées grâce aux méthodes spectroscopiques d’absorbance et de fluorescence dans l’acétonitrile et différents liquides ioniques commerciaux. Les tests de sélectivité vis-à-vis du mercure par rapport à d’autres métaux divalents (Pb, Cd, Cu, Ca, Mg, Ni) ont permis de sélectionner un couple SOTS/LI-matrice. L’efficacité d’extraction du couple a également été évaluée en tubes et en microsystèmes, par florescenceMercury, the most toxic non radioactive metal, is uncommon in natural environment. Its presence is mainly issued from human activity such as industrial or agricultural wastes and extraction of gold. Mercury contamination causes serious environmental nuisance since inorganic mercury can be converted by bacteria into neurotoxic methylmercury, which is bioaccumulated by marine aquatic organisms. The entry of these organisms into human food chain has a dramatic impact on health such as neurological, neuromuscular or nephritic diseases. The level of mercuric ions (Hg²⁺) in water is therefore the object of strict regulation and should not exceed 1 μg/L. ¹ Although sophisticated analytical techniques (AAE, AAS and ICP-MS) are currently used, there is a real need to develop fast, inexpensive and real-time monitoring methods for heavy metals detection. So, to respond to this demand, we suggest an extraction by ionic liquids (ILs) and fluorescent detection in microsystems. Indeed, several authors have demonstrated the extraction of heavy metals by ionic liquids including chelators with very high Nernst coefficients. 2 One of the most recent developments concerning molten salts is the use of Task Specific Ionic Liquids (TSILs) which possess all ILs advantages including liquid/liquid extraction. 2,3 Indeed, by grafting a special functional group onto an onium salt, fluorogenic and chelating properties can be obtained. Our microextractor is constituted of two adjacent microchannels separated by vertical micro-pillars. This ECD system performs three functions: (i) extraction of mercuric ions from the carrier fluid through the pillar-stabilized interfaces, (ii) concentration of ions in IL phase due to its very low velocity, (iii) on-line detection via a fluorescence spectrometry. Thus, we report the synthesis and characterization of a task specific ionic liquid bearing a fluorogenic moiety for sensing mercuric ions. Then, its metal recognition properties are presented. Finally, its use in Hg2+ microextraction from aqueous solutions is illustrated