Contribution au développement de microcomposants pour la caractérisation ultrasonore en canal microfluidique sur silicium : modélisation de la propagation

Abstract

Les recherches menées pour le développement des microsystèmes ont permis d’améliorer considérablement la miniaturisation de certaines fonctions. Ces travaux, très multidisciplinaires, ont conduit à de nombreuses applications dans les domaines des télécommunications, de la chimie et de la biologie. Dans ce contexte, notre travail a consisté à concevoir et à étudier des microsystèmes acoustiques ayant pour objectif de caractériser les propriétés élastiques d’éléments biologiques circulant dans un canal microfluidique. Nos choix se sont portés vers l'utilisation d’un substrat de silicium permettant d’envisager une intégration hétérogène grâce aux microtechnologies. Afin d’obtenir une résolution de l’ordre du micromètre dans l’eau, la fréquence des ondes acoustiques de volumes se situe autour du GHz. Compte tenu des pertes de propagation importantes dans ce domaine de fréquence, une part importante du travail a consisté à modéliser la propagation en transmission au travers d’un microsystème original. Différentes briques technologiques, réalisables grâces aux microtechnologies, ont été modélisées par éléments finis. La modélisation a permis d’optimiser la géométrie d’un microsystème comprenant un canal microfluidique et permettant la caractérisation en transmission.