Modélisation d’une Source Magnétique intégrée dans les Microsystèmes Fluidique - application/pdf

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEURET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE D’ORAN MOHAMED BOUDIAF
Faculté de Génie Electrique
Département d’électronique
Mémoire
Pour l’obtention du diplôme de
Magister
Spécialité : Électronique
Option: Technologie des Microsystèmes Electro-Mécaniques et Microfluidiques
Présenté par :
BENBRAHIM Abdelghani
Intitulé :
Modélisation d’une Source Magnétique intégrée dans les
Microsystèmes Fluidiques
Soutenue le : ... / ... / 2014
Devant les membres du jury :
Mr. BOUDGHANE STAMBOULI Amine Président Prof. (USTO-MB)
Mme. BENCHENANE-MEHOR Halima Encadreur MC ‘A’ (ENP-Oran)
Mr. MEKKAKIA MAAZA Nasreddine Co-Encadreur Prof. (USTO-MB)
Mr. KADRI Mohammed Examinateur Prof. (USTO- MB)
Mr. AOUR Benoumeur Examinateur Prof. (ENP-Oran)
2013-2014

Remerciements
Ce travail a été effectué au laboratoire de Micro et Nanophysique
(LAMIN) à l’Ecole Nationale Polytechnique d’Oran (ENPO).
Je remercie Monsieur A.BOUDGHANE STAMBOULI professeur au
département Génie Electrique de l’Université des Sciences et de la
Technologie d’Oran (USTO) qui m’a fait l’honneur de présider le jury de
soutenance.
Je tiens à remercie à mon encadreur Madame H.MEHOR, Maitre de
conférence au département de Physique et chimie de l’Ecole Nationale
Polytechnique d’Oran (ENPO), qui a dirigé et suivi ce travail de recherche,
pour ses remarques lumineuses, ses conseils très précieux, son aide précieuse
et aussi sa disponibilité. J’adresse ma profonde reconnaissance à mon Co-
encadreur N.MEKKAKIA, professeur au département Génie Electrique de
l’Université des Sciences et de la Technologie d’Oran (USTO). Qui m’a aidé
pour faciliter toutes les démanches pour mener à terme ce travail.
J’adresse mes sincères remerciements à Monsieur M.KADRI
professeur au département Génie Electrique de l’Université des Sciences et de
la Technologie d’Oran (USTO), qui m’a honoré en acceptant d’être
examinateur de ce travail. Et j’adresse mes sincères remerciements aussi à
Monsieur B.AOUR, professeur au département mécanique de l’Ecole
Nationale Polytechnique d’Oran (ENPO), d’avoir fait l’honneur d’être
examinateur de mon travail.
Enfin, j’adresse mes remerciement à mes parents, mes sœurs et frères
de m’avoir soutenue et tous mes amis qui ont su m’encourager tout au long
de ces deux années.

Résumé
La manipulation de micro billes est une technique très couramment utilisés
dans le domaine des sciences du vivant pour exécuter un certain nombre de fonctions
nécessaires à l’analyse biochimique ou au criblage pharmacologique. Cette méthode
est reprise depuis quelques années dans le domaine des laboratoires sur puce (LOC) et
apparait d’une part parfaitement adaptée à la miniaturisation et d’autre part
particulièrement performante.
Dans cette étude, nous avons modélisé différentes designs de microbobines de type
spirales et nous avons simulé le champ magnétique induit au moyen du logiciel
Comsol Multiphysiques outil de simulation aux éléments finis et leurs performances
comparées.
Cette étude a permis de sélectionner en fonction de leur intérêt et inconvénient
respectifs, « le dispositif » le plus efficace parmi plusieurs designs modélisés. Le
critère de sélection est d’obtenir le dispositif qui générera une force magnétique la
plus efficace possible pour le piégeage d’une bille paramagnétique.
Mots-Clefs
Microfluidique, Laboratoire sur puce (LOC), Actionnement magnétique, microbilles,
Modélisation, COMSOL Multiphysiques

Nomenclature
Symbole
Unité ‘’SI’’
Nombre de Reynolds
Re
--
Nombre de Knudsen
Kn
--
Viscosité dynamique
η
Pa.S
Masse volumique
Kg.m-3
Vitesse de fluide
U
m.s-1
Diamètre du microcanal
d
µm
Susceptibilité magnétique
χ
--
Champ d’excitation magnétique
H
A/m
Densité de flux magnétique
B
Tesla(T)
Perméabilité magnétique du vide
μ0
H/m
Gradient
∇
--
Courant
I
A
Conductivité des matériaux
σ
s/m
Forces magnétique
Fm
pN

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