Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies Soutenance de Thèse Mardi, 28 février 2017 à 14 h 30 C2N, Site d’Orsay, Bâtiment 220, Salle 44 (P. Grivet) Sarah RISQUEZ – MicroSystèmes et NanoBioFluidique Microsystème électrostatique tridimensionnel de récupération d'énergie pour alimenter un stimulateur cardiaque sans sonde Membres du jury : Mme Gaëlle LISSORGUES Mme Isabelle DUFOUR M. Skandar BASROUR M. Dimitri GALAYKO M. Bertrand BOUTAUD M. Pascal COUDERC M. Elie LEFEUVRE Mme Marion WOYTASIK Rapporteur Rapporteur Examinateur Examinateur Invité Invité Directeur de thèse Co-encadrant de thèse Résumé : Cette thèse s’inscrit dans un contexte d’activité en forte croissance dans le domaine des implants médicaux, stimulé par de nombreux progrès dans le domaine des micro-capteurs et de la micro-électronique. L’autonomie en énergie des implants demeure cependant un facteur limitant. Notre travail a pour objectif de repousser les limites actuelles en termes de miniaturisation et de durée de vie. Il contribue au développement d’une solution basée sur la récupération d’énergie mécanique du cœur pour alimenter durablement un pacemaker miniaturisé sans sonde de nouvelle génération, dit « pacemaker leadless ». Le microsystème de récupération d’énergie étudié est composé d’un résonateur mécanique de type masse-ressort associé à un transducteur électrostatique. Il a pour particularité une architecture tridimensionnelle, dont la forme permet de profiter au maximum de l’espace disponible dans la capsule cylindrique du pacemaker. L'utilisation de la troisième dimension associée à un design original permet en outre d’obtenir un effet de multiplication de fréquence qui doit conduire, d’après les modèles que nous avons développés, à des densités de puissance nettement supérieures à celles présentées dans l'état de l'art. Pour réaliser ce microsystème tridimensionnel, nous avons développé un procédé de fabrication additif qui repose sur des étapes de micro moulage d'un matériaux structurel obtenu par croissance électrolytique (nickel), de croissance d'un matériau sacrificiel (cuivre) et de polissage. L’identification d’imperfections géométriques dues au procédé et aux matériaux utilisés nous a amené à améliorer la conception du transducteur. Par ailleurs, de nombreux verrous de fabrication ont été levés au cours de cette thèse grâce à la mise en œuvre d’une instrumentation dédiée. Ce procédé nous a permis de fabriquer un premier prototype tridimensionnel du micro-transducteur électrostatique composé de 10 couches de nickel. D’autres métaux élaborés par croissance électrolytique pourraient être envisagés pour réaliser des microsystèmes tridimensionnels, suivant les besoins de l’application considérée. Afin d’anticiper d’éventuels problèmes de compatibilité des micro-dispositifs avec l'imagerie par résonance magnétique, nous avons mis au point le procédé de croissance électrolytique d’un matériau non-magnétique à base de nickel dopé au phosphore. Mots clés : transducteur électrostatique, stimulateur cardiaque, récupération d'énergie, MEMS 3D, fabrication additive, nickel phosphore Vous êtes cordialement invités au pot qui suivra cette soutenance UMR9001 CNRS-UPSUD site d’Orsay : u-psud Bât 220 Rue André Ampère 91405 Orsay cedex site de Marcoussis : route de Nozay 91460 Marcoussis