L’objectif de cette thèse a été d’étudier, en présence d’un écoulement laminaire, la génération et la détection électrochimiques de gradients locaux de concentration à l’intérieur de canaux microfluidiques. L’influence des paramètres géométriques et hydrodynamiques sur les réponses ampérométriques de microélectrodes a été analysée théoriquement par simulation numérique. Pour cela, plusieurs approches ont été entreprises par le biais de modèles à deux et à trois dimensions afin de résoudre l’équation du transport pour différentes géométries de dispositifs et conditions d’écoulement. Des critères ont été fixés afin de délimiter les régimes et conditions optimales de fonctionnement. Les prévisions issues des calculs ont été testées puis validées à l’aide de mesures expérimentales effectuées à partir de microdispositifs fabriqués au laboratoire. Ainsi, deux concepts innovants ont été définis pour la mise en œuvre au sein de microdispositifs de fonctions combinant microfluidique et électrochimie. Le premier est celui d’une sonde de concentration à très haute résolution temporelle. Le second est la génération d’un gradient linéaire de concentration sur la section d’un canal microfluidique rectangulaire. / The aim of this thesis was to study the electrochemical generation and electrochemical detection of local concentration gradients within microfluidic channels in presence of a laminar flow. The influence of geometric and hydrodynamic parameters on the amperometric responses of microelectrodes was analyzed theoretically by means of numerical simulations. Several approaches were undertaken using two-dimensional and three-dimensional models in order to solve the transport equation according to the device geometries and flow conditions. Criteria were set to delineate the operating regimes and optimal conditions. Predictions from calculations were tested and validated experimentally using microdevices fabricated in the laboratory. Therefore, two innovative concepts were defined for the implementation of functions within microdevices combining microfluidics and electrochemistry. The first one is a probe of concentration leading to very high temporal resolution. The second one is the generation of a linear concentration gradient over the cross section of a rectangular microfluidic channel.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2014PA066238 |
| Date | 16 July 2014 |
| Creators | Perrodin, Pierre |
| Contributors | Paris 6, Amatore, Christian, Thouin, Laurent |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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