Etude et modelisation numerique du fonctionnement de microvalves

Study and numerical similation of microvalves

• Auteur / Autrice : Gabor Balint
• Direction : Lucien Baldas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microélectronique

Micromécanique (ingénierie)

Fluidique

Mots clés libres

Physique

Résumé

Ce travail concerne l'etude et la modelisation des ecoulements dans les diodes fluidiques et dans les valves a clapet utilisees dans les micropompes. Les codes de calcul utilises pour les etudes numeriques ont ete valides par des etudes experimentales a l'echelle micro- et centimetrique. Le chapitre i est consacre a la presentation des microdispositifs fluidiques utilises dans les mems et aux diverses methodes de fabrication. Les particularites des microecoulements gazeux et liquides seront evoquees et une presentation des differentes micropompes et des microvalves existantes sera egalement exposee. Parmi les microdispositifs vehiculant des liquides, une attention particuliere sera portee sur les diodes de type divergent/convergent et sur une valve de type lame encastree. Apres une description des methodes numeriques, le chapitre ii fournit des elements de litterature dans ce domaine numerique en microfluidique. Les logiciels utilises durant notre etude (fluent, i-deas, fidap) sont egalement presentes avant d'aborder les premiers resultats sur les elements divergent/convergent a macro- et microechelle. Des tentatives d'optimisation de ce type de microelements sont decrites ainsi qu'une etude de leurs utilisations dans une micropompe. Le chapitre iii presente les difficultes actuelles de la modelisation numerique du probleme de l'interaction fluide - structure. Nous presentons deux possibilites pour cette etude. La premiere consiste a lier deux codes de calcul specifiques (fluent et i-deas) en faisant l'hypothese de fonctionnement quasi-statique. La deuxieme traite le probleme couple a l'aide d'un seul logiciel (fidap). Les resultats numeriques obtenus a echelle centimetrique sont valides en les comparant aux resultats experimentaux obtenus par la technique de p. I. V. Ces approches sont ensuite appliquees a l'etude de microvalves de type lame encastree. Le chapitre iv permet de tirer les conclusions generales et les perspectives de ce travail.