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Description
Titre : Système de pompage dans le domaine des
laboratoires sur puce
13ornaine technique
[1] La présente invention se rapporte à un système pour pomper un fluide et
un
procédé de mise en oeuvre de ce système.
[2] Plus précisément, l'invention concerne un système pour pomper un fluide
dans le domaine des applications de laboratoires sur puce.
État de la technique
[3] La manipulation contrôlée de fluides par des pompes est nécessaire dans
de
nombreux domaines. Par exemple, une telle manipulation contrôlée est mise en
oeuvre dans le domaine des laboratoires sur puce. Ce domaine consiste à
miniaturiser, sur une puce, des fonctions de laboratoire.
[4] Pour cela, on utilise typiquement des systèmes pour pomper et contrôler
le
débit et la pression de fluides circulants à l'intérieur de la puce afin
notamment de
pouvoir réaliser diverses fonctions comme la dissolution de poudre ou la mise
en
contact de plusieurs fluides et leur mélange, par exemple pour analyser un
échantillon afin de doser une substance recherchée. Le système d'entrainement
des
fluides peut être plus ou moins intégré suivant le besoin et les solutions
existantes.
Dans certains cas, le pompage peut se faire par un système complètement
externe
à la puce, comme par exemple un système de pousse-seringue avec sa seringue,
un système de pompe péristaltique classique, un système utilisant la
différence de
hauteur permettant d'utiliser la force de gravité, ou encore un système de
contrôle
de pression pneumatique exerçant une pression d'air sur le fluide à injecter.
Ces
systèmes nécessitent de faire transiter le fluide entre l'extérieur de la puce
et
l'intérieur, ce qui implique d'effectuer des connexions étanches entre la puce
et les
appareillages extérieurs.
[5] Cela pose des problèmes de compacité, d'étanchéité, de simplicité
d'usage,
de stérilité, de gaspillage du fluide contenu dans des tuyaux de liaison et
parfois
même de précision à cause de la déformation des tuyaux de liaison. C'est
pourquoi il
est utile d'intégrer à la puce les éléments de pompage qui sont en contact
direct
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avec le fluide et qui permettent de lui transmettre l'énergie à l'origine de
son
déplacement, tout en pouvant éventuellement laisser d'autres parties du
système de
pompage à l'extérieur de la puce. Un grand nombre de technologies sont
proposées
dans la littérature ou l'industrie. La force de capillarité est utilisée en
contrôlant le
caractère hydrophile des canaux dans la puce. Comme cette technique est
passive,
elle ne permet pas de contrôler le pompage depuis l'extérieur, de plus, elle
dépend
du fluide utilisé. Les forces électrocinétiques ou magnétocinétiques agissant
directement sur le liquide peuvent être utilisées, notamment les forces
électroosmotiques, mais le contrôle du débit est complexe, la force dépend du
fluide
utilisé et les fluides peuvent être chimiquement affectés et dénaturés. La
force
centrifuge est utilisée notamment sur des puces mises en rotation, mais comme
la
puce tourne, il est compliqué d'effectuer simultanément certaines actions
comme
une mesure ou une injection, en outre le pompage ne peut pas se faire de
manière
continue.
[6] L'entrainement du fluide par déplacement d'une paroi d'un canal ou
d'une
chambre de la puce est la technique la plus répandue : cela se fait
traditionnellement
grâce à des parois déformables par pression pneumatique ou solide ou grâce à
des
parois coulissantes dans des mini-seringues activées par pression d'un solide.
Néanmoins, suivant leur mise en oeuvre, ces derniers systèmes nécessitent soit
l'intégration supplémentaire de canaux et branchements pneumatiques dans la
puce, soit l'intégration de valves passives dont le sens de circulation du
liquide n'est
pas modifiable, soit l'intégration de valves actives nécessitant plusieurs
actionneurs
extérieurs pour l'activation d'une seule pompe, soit l'intégration de mini-
seringue qu'il
faut assembler et étanchéifier. En outre, il est souvent nécessaire de coupler
la
partie intégrée de la pompe avec la partie non-intégré par un positionnement
et un
appui mécanique précis de la puce sur les actionneurs, ce qui contraint la
géométrie,
les matériaux et le positionnement de la puce.
[7] Ainsi, les systèmes de pompe actuellement utilisés dans ce domaine ne
parviennent pas à cumuler de nombreux avantages en même temps tels que des
coûts d'intégration et d'industrialisation faibles, la polyvalence, la
robustesse, la
précision et une grande plage de fonctionnement. Ainsi, aucune solution ne se
démarque pour adresser efficacement la problématique de pompage des fluides
dans les laboratoires sur puces, et en particulier pour le diagnostic médical
qui
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nécessite une solution jetable, bas coup, précise, robuste, pouvant générer
une
surpression ou du vide, et d'utilisation simple et fiable.
[8] Par ailleurs, il est à noter que des pompes, non destinées aux
laboratoires sur
puces, existent actuellement et utilisent un mouvement ondulatoire d'une
membrane
chargée magnétiquement pour créer des cavités capables de se déplacer, la
membrane ne parvenant à se déformer en ondelettes que par l'application de
forces
dont l'orientation et l'intensité varie suivant l'emplacement et le temps. Or,
l'application de ces forces qui sont hétérogènes et progressives ne peut
s'exercer,
sur une membrane sans structure magnétique hétérogène, que par l'application
d'un
champ magnétique dont l'orientation et/ou le gradient est hétérogène
spatialement et
variable dans le temps_ Cela contraint à utiliser de multiples sources de
champ
placées à proximité immédiate de la membrane et d'une dimension semblable à la
dimension des ondulations, qui est souvent faible (quelques millimètres). En
outre,
ces sources doivent êtres modulables. Généralement, ces sources comprennent
plusieurs électroaimants de petite taille intégrés à un support. Toutefois, de
telles
pompes présentent des inconvénients notamment liés au fait que les
électroaimants
encombrent le support et chauffent par effet Joule à proximité du liquide
pompé. Par
ailleurs, l'intégration des électroaimants est couteuse et la dimension des
ondelettes
est limitée en miniaturisation. Il est également nécessaire d'avoir un
branchement
par contact avec une source électrique et un circuit de contrôle pour moduler
chaque
électroaimant. C'est pour cela que ce type de pompe n'est pas adapté aux
laboratoires sur puces.
Description de l'invention
[9] Pour résoudre un ou plusieurs des inconvénients cités précédemment, un
objet de l'invention concerne un système pour pomper un fluide, le système
comprenant :
- une pompe comprenant :
= une entrée et une sortie pour respectivement introduire et extraire le
fluide
susceptible d'être pompé,
- une membrane souple présentant deux surfaces opposées, la membrane
comprenant une structure d'aimantation permanente spatialement tournante,
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- un moyen support rigide sur lequel est fixée une partie au moins d'une
desdites
surfaces de la membrane,
- une source d'un champ magnétique apte à générer un champ magnétique
d'entraînement à l'endroit où se situe la membrane, ledit champ magnétique
d'entraînement ayant une orientation sensiblement homogène,
la membrane étant susceptible de se déformer, sous l'effet du champ magnétique
d'entrainement, selon une ondulation présentant alternativement une ou
plusieurs
parties concaves et une ou plusieurs parties convexes, l'ondulation étant
susceptible
de se déplacer sous l'effet du champ magnétique d'entrainement,
le fluide susceptible d'être pompé entre l'entrée et la sortie se trouvant au
moins
entre l'une desdites surfaces de la membrane et le moyen support.
[10] Par fluide, on entend, au sens de la présente invention, un gaz, un
liquide ou
un mélange de gaz et/ou de liquide.
[11] Par membrane souple, on entend, au sens de la présente invention, une
membrane apte à être déformée de manière réversible et élastique, et dont le
module d'Young est suffisamment faible pour que des contraintes magnétiques
appliquées dans la membrane soient suffisantes pour engendrer la déformation
de la
membrane. Le module d'Young peut par exemple être compris entre 100kPa et
1GPa.
[12] Par structure d'aimantation permanente spatialement tournante, on entend,
au sens de la présente invention, une structure d'aimantation constituée d'une
juxtaposition de zones élémentaires, ces zones élémentaires ayant une
variation
d'aimantation tournante selon l'axe du déplacement souhaité de l'ondulation.
[13] Par exemple, pour comprendre, selon la présente invention, si on a
affaire à
une structure d'aimantation permanente spatialement tournante , on suit le
protocole suivant :
a.
on définit le terme zone
élémentaire comme étant une portion volumique
de la membrane, notamment la partie de la membrane libre de se déformer et de
créer l'ondulation, sur son épaisseur et sa largeur et dont la longueur est
limitée à
deux fois l'épaisseur de la membrane,
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b. on partitionne la membrane en zones élémentaires Zn, n étant l'indice
numérotant les zones élémentaires consécutives l'une après l'autre dans le
sens
croissant de leur défilement de la gauche vers la droite pour un observateur
regardant une membrane placée horizontalement en coupe suivant le plan de
coupe
PP, appelé aussi plan de rotation magnétique de la membrane, dont la surface
inférieure se situe coté bas de la membrane, le plan PP étant le plan
perpendiculaire
à la membrane et contenant l'axe ES (Entrée vers Sortie) correspondant à l'axe
de
déplacement souhaité de l'ondulation,
c. on note An l'aimantation moyenne de la zone élémentaire Zn projetée sur
le
plan PP,
d. on note On l'angle orienté appartenant à [-u, u] représentatif de
l'angle entre à
An et A+1,
e. on considère alors que la structure d'aimantation permanente est
spatialement tournante si les deux conditions suivantes sont remplies :
i. pour tout n, On est positif, ou bien pour tout n, On est négatif. On
note au
passage que pour la suite, dans le cas où On est positif, c'est-à-dire dans le
cas où
la structure d'aimantation permanente spatialement tournante de la membrane
tourne, de gauche à droite, dans le sens trigonométrique, alors on nommera la
surface supérieure, c'est-à-dire la surface exposée vers le haut, la surface
forte et la
surface inférieure, c'est-à-dire la surface exposée vers le bas, la surface
faible, et
dans le cas où On est négatif, c'est-à-dire dans le cas où la structure
d'aimantation
permanente spatialement tournante de la membrane tourne, de gauche à droite,
dans le sens anti-trigonométrique, alors on nommera la surface supérieure la
surface faible et la surface inférieure la surface forte
ii. pour tout n, la valeur absolue de On+Oni-i est inférieure à 5u/3
iii. l'aimantation fait au moins un tour, c'est-à-dire que la somme sur
tous les n
des On fait au moins reu
[14] Pour la suite on appelle motif magnétique toute partie d'une membrane
correspondant à une aimantation effectuant un tour, c'est-à-dire la plus
petite partie
telle que la somme des On est supérieure à Terr. On appelle alors longueur du
motif la longueur du motif magnétique dans le sens de rotation de
l'aimantation,
c'est-à-dire la période de rotation spatiale de l'aimantation de la membrane.
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[15] Par plan de rotation magnétique de la membrane, on entend, au sens de la
présente invention, un plan perpendiculaire à un axe de rotation spatial de
l'aimantation tournante de la membrane.
[16] Le caractère aimantable de la membrane est obtenu par un moyen
quelconque connu de l'homme du métier. Par exemple, ce caractère provient d'un
mélange entre des particules magnétiques aimantables et un polymère souple
lors
de la fabrication de la membrane. La membrane est aimantée par un quelconque
procédé connu de l'homme du métier pour former la structure d'aimantation
tournante.
[17] Par champ magnétique d'entraînement temporellement tournant, on entend,
au sens de la présente invention, un champ magnétique dont l'orientation est
en
rotation dans l'espace, cette rotation pouvant être continue ou discontinue.
[18] Par exemple, pour comprendre, selon la présente invention, si un champ
magnétique d'entrainement B est un champ magnétique d'entraînement
temporellement tournant , on suit le protocole suivant :
a. on définit le terme zone élémentaire temporelles comme étant une
portion
du temps qui permette une évolution dynamique notable de la membrane lui
permettant de passer de sa déformation initiale à sa déformation d'équilibre
lorsqu'elle est soumise à un changement de contrainte,
b. on partitionne le temps en zones élémentaires temporelles Ztn, n étant
l'indice
numérotant les zones élémentaires temporelles consécutives dans le sens de
l'écoulement du temps,
c. on note Bn le champ magnétique B moyenné sur Ztn et projeté sur le plan
PP,
d. on note Ob n l'angle orienté appartenant à Eu, -rd qui mesure l'angle
allant de
Bn à Bni-i,
e. On considère alors que le champ magnétique d'entraînement est
temporellement tournant si les deux conditions suivantes sont remplies :
i. pour tout n, Ob n est positif, ou bien pour tout n, Ob n est
négatif. On note au
passage que pour la suite, dans le cas où Ob n est positif, on dira que B
tourne dans
le sens trigonométrique, et dans le cas où Ob n est négatif, on dira que B
tourne dans
le sens anti-trigonométrique
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ii. pour tout n, la valeur absolue de Obi-Obi est
inférieure à Tr/2
[19] Par champ magnétique d'entraînement temporellement tournant ayant une
orientation sensiblement homogène, on entend, au sens de la présente
invention, un
champ magnétique dont la dispersion d'orientation est inférieure à 45 sur la
zone du
motif magnétique de la membrane.
[20] Par ailleurs, notons que:
-si le champ magnétique d'entraînement tourne dans le sens trigonométrique, et
que
la surface forte de la membrane est la surface supérieure, alors le
déplacement de
l'ondulation se fera vers la droite
-si le champ magnétique d'entraînement tourne dans le sens anti-
trigonométrique, et
que la surface forte de la membrane est la surface supérieure, alors le
déplacement
de l'ondulation se fera vers la gauche
-si le champ magnétique d'entraînement tourne dans le sens trigonométrique, et
que
la surface forte de la membrane est la surface inférieure, alors le
déplacement de
l'ondulation se fera vers la gauche
-si le champ magnétique d'entraînement tourne dans le sens anti-
trigonométrique, et
que la surface forte de la membrane est la surface inférieure, alors le
déplacement
de l'ondulation se fera vers la droite.
[21] Il est à noter que le fluide est donc susceptible de circuler entre
l'entrée et la
sortie par effet péristaltique.
[22] Selon l'invention, la quantité mBT2/(Eh2) doit être plus grande que 0,01
; où m
est la moyenne de l'intensité de l'aimantation dans la membrane (par exemple
en
Alm), B l'intensité du champ magnétique générée par la source dans la membrane
(par exemple en T), E le module d'Young (par exemple en Pa), h l'épaisseur de
la
membrane (par exemple en m) et T la période de rotation spatiale du motif
magnétique de la membrane (par exemple en m).
[23] De préférence, la moyenne de l'intensité de l'aimantation dans la
membrane
m peut être comprise entre 10kA/m et 1000kA/m, avantageusement entre 100kA/m
et 500kA/nn, encore plus avantageusement entre 200kA/nn et 4001(A/m.
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[24] De préférence, l'intensité du champ magnétique B au niveau de la pompe
peut être comprise entre 10mT et 1T, avantageusement entre 50mT et 500mT,
encore plus avantageusement entre 70mT et 150mT
[25] De préférence, la structure d'aimantation peut être définie par une
période de
rotation spatiale comprise entre 20pm et 2cm, avantageusement entre 50pm et
1cm1
encore plus avantageusement entre 500pm et 5mm, encore plus avantageusement
entre lmm et 3mm.
[26] De préférence, le module d'Young E peut être compris entre 100kPa et
1GPa,
avantageusement entre 500kPa et 500MPa, encore plus avantageusement entre
900kPa et 5MPa.
[27] De préférence, la membrane peut présenter une épaisseur comprise entre
5pm et lcm, avantageusement entre 50pm et 300pm, encore plus avantageusement
entre 100pm et 200pm. Ainsi, la pompe présente une épaisseur amoindrie afin de
permettre alors une intégration efficace dans une quelconque puce par exemple.
[28] Ainsi, grâce au système selon l'invention, la fonction de pompage est
entièrement réalisée par une membrane sans qu'il soit nécessaire d'utiliser
une ou
plusieurs valves. Par ailleurs, grâce au système selon l'invention, la
fonction de
pompage est assurée par la création et la translation de chambres distinctes,
chacune de ces chambres étant formées par l'application du champ magnétique
d'entraînement temporellement tournant. Le sens du pompage peut être choisi en
fonction du sens de rotation du champ magnétique. En outre, deux membranes
situées dans le même champ magnétique d'entraînement tournant pourront voir le
déplacement de leur ondulation s'effectuer dans des sens opposés si
l'orientation
des surfaces fortes et faibles des membranes est opposée. Par ailleurs, le
système
permet de réaliser un pompage qui n'est pas susceptible aux phénomènes de
bulles
dans la mesure où ce système est capable de pomper à la fois un liquide et un
gaz.
A l'aide du système selon l'invention, il est à noter qu'il est possible de
modifier le
débit ou l'orientation de circulation du fluide situé dans la pompe en
modulant
uniquement la vitesse et le sens de rotation du champ magnétique
d'entraînement
tournant. Par ailleurs, l'invention présente également l'avantage de ne pas
nécessairement dégager de chaleur par effet joule à proximité du liquide pompé
car
d'une part il est possible d'utiliser un aimant permanant plutôt que des
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électroaimants pour générer le champ d'entrainement, et d'autre part, même
dans le
cas où il s'agirait d'électroaimant, il est possible de les placer à distance
du canal
pour éviter de le chauffer
[29] De préférence, une projection du champ magnétique d'entrainement sur le
plan de rotation magnétique de la membrane peut être susceptible d'être
temporellement tournante.
[30] De préférence, le champ magnétique d'entrainement peut être entièrement
compris dans le plan de rotation magnétique de la membrane.
[31] De préférence, au moins une ou plusieurs des parties convexes peuvent
être
susceptibles d'être en contact avec le moyen support et au moins une ou
plusieurs
des parties concaves peuvent être susceptibles de ne pas être en contact avec
le
support de manière à permettre la formation d'une ou plusieurs chambres entre
l'une
desdites surfaces de la membrane et le moyen support, ces chambres étant
susceptibles d'accueillir un fluide, et le déplacement de l'ondulation
permettant de
créer le déplacement des chambres et donc de déplacement du fluide entre
l'entrée
et la sortie.
[32] Par une ou plusieurs des parties convexes étant en contact avec le moyen
support, au sens de la présente invention, on entend une partie au moins d'un
ou
plusieurs des sommets des parties convexes en contact avec le moyen support.
[33] De préférence, le champ magnétique d'entraînement temporellement tournant
peut présenter en outre un gradient minimum de 1T/rn et une orientation du
gradient
sensiblement homogène.
[34] De préférence, le champ magnétique d'entrainement temporellement tournant
peut présenter en outre un gradient minimum de 1T/m et une orientation du
gradient
constante dans le temps.
[35] De préférence, lorsque le champ magnétique d'entraînement temporellement
tournant présente un gradient minimum de 1T/m, une orientation du gradient
sensiblement homogène et une orientation du gradient constante dans le temps,
la
membrane peut être positionnée de manière à ce que le gradient soit orienté de
la
surface faible vers la surface forte, sachant que:
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- lorsque la structure d'aimantation permanente
spatialement tournante de la
membrane tourne, de gauche à droite, dans le sens trigonométrique, la surface
forte
désigne la surface exposée vers le haut et la surface faible désigne la
surface
exposée vers le bas, et
- lorsque la structure d'aimantation permanente
spatialement tournante de la
membrane tourne, de gauche à droite, dans le sens anti-trigonométrique, la
surface
forte désigne la surface exposée vers le bas et la surface faible désigne la
surface
exposée vers le haut.
[36] De préférence, la pompe et la source d'un champ magnétique peuvent ne pas
être en contact. Ainsi, aucune connexion matérielle n'est nécessaire entre la
membrane et la source d'un champ magnétique ce qui permet de pouvoir activer
la
pompe à distance : la source se trouvant à l'extérieur d'une puce pouvant
comprendre la pompe.
[37] De préférence, la membrane peut comprendre un polymère et un matériau
magnétique, le matériau magnétique comprenant les particules magnétiques
permettant la structuration d'aimantation. De manière encore plus préférée, la
membrane peut être biocompatible.
[38] Selon une première variante de réalisation du système selon l'invention,
le
système peut comprendre en outre une paroi rigide fixée sur une partie au
moins du
périmètre de l'autre desdites surfaces de la membrane et espacée de la
membrane
par une distance d suffisante pour permettre l'ondulation et pour permettre le
contact
entre les parties concaves et la paroi. Cela a pour effet d'augmenter la force
et la
surface d'appui de la membrane sur le moyen support en lui présentant une
paroi
d'appui, d'améliorer la maitrise du volume de fluide contenu dans chaque
partie
convexe et également de permettre la protection de la membrane de potentiels
chocs ou frottement pouvant la détériorer.
[39] Selon une deuxième variante de réalisation du système selon l'invention,
le
système peut comprendre une paroi rigide fixée sur une partie au moins du
périmètre de l'autre desdites surfaces de la membrane et espacée de la
membrane
par une distance d' suffisante pour permettre l'ondulation et pour éviter le
contact
entre les partie concaves et la paroi. Ainsi, il est possible, en sus des
effets
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mentionnés pour la première variante, d'appliquer une pression prédéfinie sur
la
surface de la membrane qui n'est pas en contact avec le fluide.
[40] Par paroi rigide fixée sur une partie au moins du périmètre de l'autre
desdites
surfaces de la membrane, au sens de la présente invention, on entend une
partie au
moins du périmètre de l'autre desdites surfaces de la membrane immobile par
rapport à la paroi rigide et reliée à celle-ci directement ou indirectement.
[41] De préférence, la paroi peut comprendre un orifice à travers lequel est
appliquée une pression contrôlée entre la paroi et la membrane. Ainsi, il est
possible
d'appliquer sur la surface de la membrane qui n'est pas en contact avec le
fluide à
pomper une pression qui est contrôlée de sorte à éviter d'altérer la membrane
ou
encore le fluide pompé et également d'accentuer l'appui de la membrane contre
le
moyen support.
[42] De préférence, la membrane peut présenter deux orifices traversant,
chacun
étant situé à ses extrémités de manière à ce que le fluide susceptible d'être
pompé
se trouve en outre entre l'autre desdites surfaces de la membrane et la paroi.
Ainsi, il
est possible d'avoir un flux de fluide dans la pompe plus élevé et plus
constant que
lorsqu'il y a absence de ces deux orifices traversant dans la mesure où le
fluide
circule alors à la fois dans les parties concaves mais également dans les
parties
convexes. En effet, la pompe est alors agencée de manière à ce que le fluide
circule
à la fois entre la membrane et le moyen support et entre la membrane et la
paroi
pour augmenter le débit et la régularité de la circulation du fluide dans la
pompe. Par
ailleurs, le fluide circulant de part et d'autre de la membrane, la pompe
n'est
influencée que par les pressions à l'entrée et à la sortie de la pompe en
s'affranchissant de la pression ambiante. On améliore donc son débit et sa
régularité.
[43] De préférence, la paroi peut comprendre en outre une deuxième entrée et
une deuxième sortie pour respectivement introduire et extraire un fluide
susceptible
d'être pompé se trouvant en outre entre l'autre desdites surfaces de la
membrane et
la paroi. Le fluide susceptible de circuler entre l'autre surface de la
membrane et la
paroi peut soit être le même que celui susceptible de circuler entre l'une
desdites
surfaces de la membrane et le moyen support, soit être différent. Dans le cas
où le
même fluide est susceptible de circuler de part et d'autre de la membrane, il
est
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possible que l'entrée du moyen support et la deuxième entrée de la paroi
soient
reliées par un canal. Il en est de même pour la sortie du moyen support et la
deuxième sortie de la paroi. De cette façon, la pompe n'est influencée que par
les
pressions aux entrées et sorties de la pompe en s'affranchissant de la
pression
ambiante. On améliore donc également son débit et sa régularité.
[44] Il est à noter que le moyen support et/ou la paroi rigide peuvent être
transparents de manière à pouvoir observer les différentes chambres formées
par
l'ondulation et/ou pour ne laisser passer que des rayonnements souhaités et
prédéfinis.
[45] Il est également à noter que le moyen support et/ou la paroi peuvent
comprendre un appareil de mesure (comme un capteur) et/ou un actionneur
pouvant
être directement en contact avec le fluide.
[46] Il est à noter que le système selon l'invention peut également être
utilisé dans
les domaines tels que les compresseurs, les pompes à vide, la circulation
d'électrolytes dans une pile, l'entrainement de liquide de refroidissement.
[47] Par ailleurs, un autre objet concerne un procédé de mise en uvre d'un
système décrit ci-avant et comprenant les étapes suivantes :
a) interaction entre le champ magnétique d'entrainement issu de la source
et la
structure d'aimantation permanente de la membrane de manière à créer des
contraintes dans la membrane engendrant une déformation statique de la
membrane
suivant une ondulation présentant alternativement une ou plusieurs parties
concaves
et une ou plusieurs parties convexes,
b) rotation du champ magnétique d'entrainement de manière à déplacer les
contraintes dans la membrane pour déplacer l'ondulation dans une orientation
définie selon le sens de rotation du champ magnétique d'entrainement,
c) déplacement du fluide entre l'entrée et la sortie, le fluide étant
compris au
moins dans une des parties concaves délimitées par la membrane et le moyen
support.
[48] De préférence, l'étape b) de rotation peut être réalisée par la mise en
rotation
d'un aimant permanent.
[49] De préférence, lorsque le champ magnétique d'entrainement temporellement
tournant présente une orientation du gradient sensiblement spatialement
homogène
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et constante, le gradient peut être dirigé de la surface faible vers la
surface forte de
la membrane.
[50] Par ailleurs, il est à noter que la présente invention possède de
nombreux
avantages capables de résoudre des problématiques des laboratoires sur puce
mais
ne s'y limite pas. Ainsi, une multitude d'autres applications sont possibles,
tels que la
circulation d'électrolytes dans une pile électrique, la distribution ou le
dosage de
produits de fluide (par exemple de médicament), la création de vide ou de
surpression dans des récipients par exemple pour leur conservation, la
circulation
d'un liquide de refroidissement sur une carte électronique. Il est aussi
envisageable
d'implanter la pompe dans un milieu biologique tel que le corps humain pour
libérer
un médicament ou prélever/transférer un fluide.
Brève description des figures
[51] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit,
faite
uniquement à titre d'exemple, et en référence aux figures en annexe dans
lesquelles :
[Fig 1] représente un système selon un mode de réalisation selon l'invention,
[Fig 2A] représente une membrane comprenant une structure d'aimantation
permanente spatialement tournante selon un mode de réalisation selon
l'invention,
[Fig 2B] représente une membrane comprenant une structure d'aimantation
permanente spatialennent tournante selon un mode de réalisation selon
l'invention,
[Fig 3A] représente la réaction de la membrane selon un mode de réalisation
selon
l'invention au champ magnétique d'entrainement ;
[Fig 3B] représente la réaction de la membrane selon un mode de réalisation
selon
l'invention au champ magnétique d'entrainement ;
[Fig 3C] représente la réaction de la membrane selon un mode de réalisation
selon
l'invention au champ magnétique d'entrainement ;
[Fig 4A] représente en vue de dessus un système (ci-après désigné par premier
système) selon un premier mode de réalisation selon l'invention ;
[Fig 4B] représente une vue en coupe du système selon le premier mode de
réalisation selon l'invention lorsque celui-ci est activé ;
[Fig 4C] représente une vue en coupe du système selon le premier mode de
réalisation selon l'invention lorsque celui-ci est activé ;
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[Fig 4D] représente une vue en coupe du système selon le premier mode de
réalisation selon l'invention lorsque celui-ci est activé ;
[Fig 4E] représente une vue en coupe du système selon le premier mode de
réalisation selon l'invention lorsque celui-ci est activé ;
[Fig 5] représente une vue en coupe d'un système (ci-après désigné par
deuxième
système) selon un deuxième mode de réalisation selon l'invention ;
[Fig 6] représente une vue en coupe d'un système (ci-après désigné par
troisième
système) selon un troisième mode de réalisation selon l'invention ;
[Fig 7] représente une vue en coupe d'un système (ci-après désigné par
quatrième
système) selon un quatrième mode de réalisation selon l'invention ;
[Fig 8] représente une vue en coupe d'un système (ci-après désigné par
cinquième
système) selon un cinquième mode de réalisation selon l'invention ;
[Fig 9] représente une vue en coupe d'un système (ci-après désigné par sixième
système) selon un sixième mode de réalisation selon l'invention ; et
[Fig 10] représente une vue en coupe d'un système (ci-après désigné par
huitième
système) selon un huitième mode de réalisation selon l'invention.
Modes de réalisation
[52] La figure 1 montre un système selon un mode de réalisation selon
l'invention.
Ce système comprend :
- une pompe 1 à travers laquelle au moins un fluide peut circuler entre une
entrée E
et une sortie S, et
- une source 2 d'un champ magnétique apte à générer dans une membrane 100 un
champ magnétique d'entraînement 2A temporellement tournant, présentant un
gradient minimum de 1-17m et une orientation du gradient sensiblement
spatialement
homogène dans la membrane 100 et dont l'orientation du gradient est constant
dans
le temps, cette source 2 étant par exemple un aimant permanent mis en rotation
mais peut également être toutes sources connues de l'homme du métier_
[53] On peut observer, sur la figure 1, les lignes du champ magnétique
d'entrainement 2A issues de la source 2. Le champ magnétique d'entrainement
est
généré par une source locale située à proximité de la pompe 1, en particulier
de sa
membrane 100, situation tout à fait avantageuse de par sa simplicité de mise
en
oeuvre. En effet, typiquement, cette source 2 d'un champ magnétique
d'entrainement
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peut, par exemple, être un jeu d'électroaimants ou un aimant permanent mis en
rotation sur lui-même.
[54] Les figures 2A et 2B illustrent au moins en partie une structure
d'aimantation
permanente spatialement tournante de la membrane 100. Sur ces figures, on
remarque une répétition d'un motif magnétique, présentant une période de
rotation
spatiale T, dans la membrane 100 de manière à ce que la membrane 100 puisse
onduler sous l'effet du champ magnétique. Il est à noter que ce motif n'est
donné
qu'à titre indicatif et la période de rotation spatiale T peut varier en
fonction des
applications souhaitées de manière à avoir des ondulations de plus ou moins
grandes périodes.
[55] En particulier, et à titre d'exemple, pour définir la structure
d'aimantation
permanente spatialement tournante de la figure 2 qui présente un exemple d'un
motif magnétique de la membrane 100:
a. on définit le terme zone élémentaire comme étant une portion
volumique
de la membrane 100,
b. on partitionne la membrane 100 en zones élémentaires Zn, dans l'exemple
de
la figure 2A, on est en présence de 15 zones élémentaires numérotées de
manière
consécutives l'une après l'autre dans le sens croissant de leur défilement de
la
gauche vers la droite pour un observateur regardant la membrane 100
(Zo<Zn<Z15),
le plan PP étant le plan perpendiculaire à la membrane 100 et contenant un axe
reliant l'entrée E et la sortie S de la pompe 1 qui correspond à un axe de
déplacement souhaité de l'ondulation,
c. on note An l'aimantation moyenne d'une zone élémentaire particulière Zn
projetée sur le plan PP,
d. on note On l'angle orienté appartenant à [--rr, u] représentatif de
l'angle entre à
An et An+r,
e. la structure d'aimantation permanente est spatialement tournante car
pour
tout n (0<n<15), On est positif, la surface exposée vers le haut de la
membrane 100
est la surface forte 10011 et la surface exposée vers le bas de la membrane
100 est
la surface faible 10012, et pour tout n, la valeur absolue de On+On+i est
environ
égale à n/4, et l'aimantation fait au moins un tour, c'est-à-dire que la somme
sur tous
les n, d'une période de rotation spatiale T, des On fait au moins Ten.
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[56] Les figures 3A, 3B et 3C illustrent la réaction de la membrane 100 de la
pompe 1 de la figure 1 au champ magnétique d'entrainement 2A qui lui est
appliqué
de manière à ce qu'une chambre de fluide F circule au travers de la pompe 1
entre
l'entrée E et la sortie S. Dans cette configuration, si le champ magnétique
d'entraînement tourne dans le sens anti-trigonométrique, la surface forte
10011 de la
membrane 100 étant située vers le haut, alors le déplacement de l'ondulation
se fait
vers la gauche.
[57] Le champ magnétique d'entrainement 2A au niveau de la membrane 100 a
typiquement une orientation de son gradient 2B sensiblement homogène et
constante dans le temps, ce gradient 2B étant généralement orienté vers la
source
2. Il est à noter que le gradient 2B génère une force magnétique 100B
résultante liée
au gradient 2B dans la membrane 100 qui vaut Fm=grad(M.B). Si le gradient 2B
du
champ magnétique d'entrainement 2A est important, cette force magnétique 100B
est à prendre en compte dans la déformation de la membrane 100. Il n'est alors
plus
possible de prendre en compte uniquement le couple magnétique (C.= M x B) 100A
résultant dans la membrane 100 généré dans la membrane 100 pour expliquer la
déformation de cette dernière, comme dans le cas de la figure 3A, il faut
aussi
prendre en compte la force magnétique 100B Frn.(voir figures 3B et 3C).
[58] Or, l'effet de cette force magnétique 100B issue du gradient 2B peut
accentuer ou défavoriser la déformation de la membrane 100 causée par le
couple
100A C., suivant que le gradient 2B soit orienté dans le sens [surface faible
10012]=>[surface forte 100111 (figure 36) ou dans le sens [surface forte
10011]=>[surface faible 10012] (figure 3C).
[59] Dans le premier cas, c'est-à-dire dans le sens [surface faible
10012]=>[surface forte 10011], la force magnétique 100B favorise la
déformation du
couple 100A, comme on peut le voir sur l'exemple illustré figure 3B (membrane
100
+ gradient 2B), où la force magnétique 100B Fm a été indiquée par des flèches
superposées à la déformation du couple 100A de la figure 3A, Fm tant à
entrainer les
points d'altitude maximum de la membrane 100 vers la surface forte 10011 (ou
vers
le haut), et les points d'altitude minimum vers la surface faible 10012 (ou
vers le
bas).
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[60] Dans le second cas, c'est-à-dire dans le sens [surface forte
10011]=>[surface
faible 10012], la force magnétique 100B défavorise la déformation du couple
100A,
comme on peut le voir sur l'exemple illustré figure 3C (membrane 100 +
gradient 2B,
où la force magnétique 100B Fm a été indiqué par des flèches superposées à la
déformation du couple 100A de la figure 3A: Fm tant à entrainer les points
d'altitude
maximum de la membrane 100 vers la surface faible 10012 (ou vers le bas), et
les
points d'altitude minimum vers la surface forte 10011 (ou vers le haut).
[61] Ainsi, même dans le cas où le champ magnétique d'entrainement 2A
temporellement tournant présente aussi un fort gradient 2B sensiblement
homogène
et dont l'orientation est constante, il est possible de garder une déformation
adéquate de la membrane 100 en orientant cette dernière de sorte à ce qu'elle
expose sa surface forte 10011 aux zones de fort champ magnétique
d'entrainement
2A, c'est-à-dire du côté de la source 2.
[62] Les figures 4A, 4B, 4C, 4D et 4E montrent une pompe selon un premier
système selon un premier mode de réalisation selon l'invention, la pompe
comprenant :
= une entrée E et une sortie S pour respectivement introduire et extraire
le fluide de
la pompe,
= une membrane 100 souple présentant une surface supérieure 102 et une
surface
inférieure 104, la membrane 100 comprenant une structure d'aimantation
permanente spatialement tournante, et
- un moyen support 200 rigide sur lequel est fixée une partie au moins du
périmètre
de la surface inférieure 104 de la membrane 100.
[63] La source du champ magnétique génère alors le champ magnétique
d'entrainement à l'endroit où se situe la membrane 100. La projection du champ
magnétique d'entrainement sur un plan de rotation magnétique PP de la membrane
100, ayant une orientation sensiblement homogène et ayant des composantes
temporellement tournantes dans le plan de rotation magnétique PP, est
susceptible
d'être temporellement tournante. Il est à noter que le champ magnétique
d'entrainement peut également être entièrement compris dans le plan de
rotation
magnétique PP de la membrane 100.
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[64] Ainsi, le champ magnétique d'entrainement et la structure d'aimantation
permanente interagissent de manière à créer des contraintes dans la membrane
100
pour engendrer une déformation statique de la membrane 100 suivant une
ondulation présentant alternativement une ou plusieurs parties concaves et une
ou
plusieurs parties convexes. De cette façon, la mise en rotation du champ
magnétique d'entrainement appliqué à la membrane 100 permet le déplacement des
contraintes dans la membrane 100 pour déplacer l'ondulation dans une
orientation
définie par le sens de rotation du champ magnétique d'entrainement.
[65] Les entrées et sorties de ce premier mode de réalisation du système selon
l'invention sont réalisées par la création de trous pratiqués dans le moyen
support
200, par infiltration au travers du moyen support 200, ou encore par
introduction de
canaux disposés entre la membrane 100 et le moyen support 200. Il en est de
même
pour les autres modes de réalisation du système selon l'invention.
[66] Le moyen support 200 permet de valoriser le mouvement ondulatoire de la
membrane 100 pour transporter le fluide.
[67] La pompe et la source du champ magnétique ne sont pas en contact dans ce
mode de réalisation. Ainsi, aucune connexion matérielle n'est nécessaire entre
la
membrane 100 et la source d'un champ magnétique ce qui permet de pouvoir
activer la pompe à distance.
[68] Par exemple, le moyen support 200 peut comprendre du verre, du silicium,
du
PDMS, du PMMA, du COP, du polycarbonate, du polyimide, du PVC ou encore du
PE.
[69] Il est à noter que la source d'un champ magnétique permet alors la
création
de l'ondulation de chacune des membranes 100 représentées dans les figures.
Cette source de champ magnétique peut, par exemple, être un aimant cylindrique
tournant ou comprendre des bobines électriques placées à proximité de la
pompe,
mais sans contact ni branchement avec elle. La source peut également
comprendre
un électro-aimant, un aimant non cylindrique ou cylindre de Halbach, un aimant
cylindrique ou non associé à un moteur à courant continu ou à une ou plusieurs
bobines électriques.
[70] Il est à noter qu'une partie des parties convexes, donc des parties de la
surface inférieure 104 de la membrane 100, sont en contact avec le moyen
support
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200 pour qu'une ou plusieurs des parties concaves contiennent un volume de
fluide,
ou chambre de fluide, le volume de fluide étant susceptible de se déplacer sur
le
moyen support 200 entre l'entrée E et la sortie S lors du déplacement de
l'ondulation.
[71] La membrane 100 comprend un mélange comprenant un polymère et un
matériau magnétique. Par exemple, le mélange est un mélange homogène d'un
polymère souple, tel que le PDMS, le latex, ou encore le silicone, avec de la
poudre
d'un matériau magnétique dur présentant par exemple une granulométrie de 30
pm,
telle qu'une poudre de NdFeB ou encore telle qu'une poudre de ferrite. Par
ailleurs,
il est possible d'obtenir une membrane bioconnpatible composée de
biomatériaux.
[72] Par exemple, cette membrane 100 peut être fabriquée comme indiqué ci-
après. Une fois le mélange étalé et polymérisée puis découpé selon la forme du
moyen support 200 sur lequel elle sera placé par exemple, la membrane obtenue
est
aimantée de sorte à avoir une aimantation permanente spatialement tournante
apte
à provoquer l'ondulation dans la membrane 100 par l'action du champ magnétique
d'entraînement temporellement tournant sur l'aimantation de la membrane 100.
La
membrane 100 présente alors une souplesse suffisante pour permettre la
création
de l'ondulation.
[73] Par exemple, la membrane 100 fabriquée comme indiqué ci-avant peut
présenter une structure d'aimantation définie par une période de rotation
spatiale T
environ égale à 1.10-3 m, présentant un module d'Young E environ égal à 1.105
Pa
et une épaisseur h environ égale à 1.10-4 m.
[74] Par exemple, la moyenne de l'intensité de l'aimantation m dans la
membrane
peut être environ égale à 1.105 Alm, l'intensité du champ magnétique B générée
par
la source du champ magnétique dans la membrane 100 peut être environ égale à
1.10-2T.
[75] Dans cette configuration, la quantité mBT2/(Eh2) est alors égale à 1.
[76] Ainsi, le coeur de la pompe repose notamment sur une membrane 100 souple
et à aimantation permanente spatialement tournante. Il est à noter que le
déplacement de l'ondulation permet l'entraînement péristaltique du fluide à
travers la
pompe. La membrane 100, bas coût, peut donc, dans le domaine des laboratoires
sur puce, facilement être placée dans une puce directement lors de la
fabrication et
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donc fonctionner dans un dispositif isolé de la source d'alimentation de la
pompe. La
pompe peut alors être activée à travers des éléments rigides simplement en la
positionnant à proximité de la source de champ magnétique. Aussi, la pompe
peut
être implantée dans un corps ou un milieu biologique alors que la source du
champ
magnétique peut quant à elle être située à l'extérieur.
[77] La figure 4A représente une vue du dessus de la pompe comprise dans le
système selon le premier mode de réalisation. Les moyens de fixation 502
utilisés
pour fixer le périmètre de la surface inférieure 104 de la membrane 100 au
moyen
support 200 rigide peuvent être tout ceux connus de l'homme du métier et
permettant l'étanchéité de la pompe.
[78] La figure 4B illustre l'état de la pompe lorsqu'aucun champ magnétique
n'est
appliqué sur celle-ci.
[79] La figure 4C illustre l'état de la pompe lorsque le champ magnétique est
appliqué sur celle-ci. On peut remarquer que dans les figures 4C, 4D et 4E est
relié
à l'entrée E un volume de fluide que l'on souhaite transmettre à la sortie S.
Par
exemple, la pression appliquée à l'entrée E de la pompe peut être de 1013 hPa
environ, celle en sortie S de 1063 hPa environ, et celle du coté extérieur de
la
membrane 100 (en contact avec la surface supérieure 102) de 1013 hPa.
[80] Cette transmission est réalisée grâce à la formation de l'ondulation et à
son
déplacement de l'entrée E vers la sortie S. Ainsi, le volume de fluide est
introduit
dans la pompe par l'entrée E et est transmis dans la partie concave reliée à
l'entrée
E, cette partie concave formant une poche délimitée par la membrane 100 qui
présente l'ondulation et le moyen support 200 (figure 4C). Ensuite, sous
l'action de
la rotation du champ magnétique, l'ondulation se déplace de l'entrée E vers la
sortie
S pour déplacer également le volume de fluide contenu dans la poche (figure
4D).
Dès qu'une deuxième partie concave est reliée à l'entrée E, un autre volume de
fluide est introduit dans celle-ci de sorte à ce que plusieurs volumes de
fluide se
déplacent simultanément entre le moyen support 200 et la membrane 100 (figure
4E). Il est à noter que chacune de ces parties concaves, ou poche ou chambre,
peut
contenir un volume prédéfini de fluide compris entre 10 nL et 1 mL, par
exemple 1
pL, qui est notamment fonction des caractéristiques géométriques de la pompe
1.
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[81] Le débit de fluide circulant dans la pompe selon le premier mode de
réalisation varie en fonction de l'application du champ magnétique, et
notamment de
la vitesse de rotation du champ magnétique. A chaque fois que le champ
magnétique effectue une rotation complète, l'ondulation se déplace de la
période de
rotation spatiale du motif magnétique.
[82] En référence à la figure 5, un deuxième système selon un deuxième mode de
réalisation selon l'invention est représenté.
[83] La pompe de ce deuxième mode de réalisation diffère de celle du premier
mode en ce qu'elle comprend en outre une paroi 300 rigide fixée sur une partie
au
moins du périmètre de la surface supérieure 102 de la membrane 100 et espacée
de
la membrane 100 par une distance d suffisante pour permettre l'ondulation et
pour
permettre le contact entre les parties concaves et la paroi 300. Cette
distance d peut
être comprise entre 10 pm et 1 cm. La paroi 300 rigide est fixée sur le
périmètre de
la surface supérieure 102 de la membrane 100 à l'aide de moyens de fixation
504
connu de l'homme du métier semblable à ceux utilisé pour la fixation du
périmètre de
la membrane 100 au moyen support 200.
[84] Par ailleurs, la paroi 300 rigide comprend un orifice 302, mais pourrait
en
comprendre plusieurs (non illustré dans les figures), à travers lequel est
appliquée
une pression contrôlée entre la paroi 300 et la membrane 100. Cette pression
est
amenée par exemple par l'introduction à travers l'orifice 302 d'un gaz ou d'un
fluide.
[85] En référence à la figure 6, un troisième système selon un troisième mode
de
réalisation selon l'invention est représenté.
[86] Selon le troisième mode de réalisation, la pompe comprend une paroi 300
rigide fixée sur une partie au moins du périmètre de la surface supérieure 102
de la
membrane 100 et espacée de la membrane 100 par une distance d' suffisante
pour,
à la différence de la pompe du deuxième mode, permettre l'ondulation et pour
éviter
le contact entre les parties concaves et la paroi 300. La paroi 300 rigide est
fixée sur
le périmètre de la surface supérieure 102 de la membrane 100 à l'aide de
moyens
de fixation 504 connu de l'homme du métier semblable à ceux utilisé pour la
fixation
du périmètre de la membrane 100 au moyen support 200. La distance d' est au
moins égale à l'épaisseur de la membrane 100. Dans ce mode de réalisation, la
membrane 100 ne prend pas appui sur la paroi 300, comme dans le deuxième mode
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de réalisation, mais sur un fluide ou gaz introduits entre la membrane 100 et
la paroi
300 via l'orifice 302 qui applique une pression sur la membrane 100 et dont il
est
possible de moduler la pression.
[87] En référence à la figure 7, un quatrième système selon un quatrième mode
de
réalisation selon l'invention est représenté.
[88] Dans ce quatrième mode, la pompe est similaire à celle du deuxième mode
mais comprend une membrane 100 présentant deux orifices traversant 106 et 108,
chacun étant situé à ses extrémités, ainsi que la paroi 300 sans orifice.
Ainsi, il est
possible d'avoir un flux de fluide dans la pompe plus élevé et plus constant
que
lorsqu'il n'y a pas la présence de ces deux orifices 106 et 108 dans la mesure
où le
fluide circule alors à la fois dans les parties concaves mais également dans
les
parties convexes. En effet, la pompe est alors agencée de manière à ce que le
fluide
circule à la fois entre la membrane 100 et le moyen support 200 et entre la
membrane 100 et la paroi 300 pour doubler le débit de circulation du fluide
dans la
pompe. Ainsi, plutôt que d'avoir à la sortie S un débit de fluide entrecoupé,
ici
puisque les volumes de fluide sont contenus à la fois dans les parties
concaves et
convexes, le débit à la sortie S est davantage constant. En outre, ce
quatrième
mode de réalisation permet de s'affranchir de l'influence de la pression
extérieur à la
pompe : seules la pression d'entrée Po et la pression de sortie Ps sont à
considérer.
De plus, la pression obtenue dans une chambre est obtenue par la pression de
la
chambre précédente à laquelle on ajoute l'ajout de pression généré par la
partie de
la membrane entre les deux chambres. Ainsi, il est possible d'augmenter la
différence de pression possible entre l'entrée de la pompe et la sortie de la
pompe
lors de sa fabrication en augmentant le nombre d'ondulations dans la pompe (et
donc de motifs magnétiques dans la membrane 100).
[89] Par ailleurs, pour ce mode de réalisation, mais aussi pour les autres, le
moyen support 200 rigide peut comprendre un canal aux bordures latérales
arrondis
(non illustré dans les figures) reliant l'entrée E à la sortie S pour guider
le fluide
circulant dans la pompe entre l'entrée E et la sortie S. De cette manière,
l'étanchéité
est assurée. Par ailleurs, le canal peut présenter une épaisseur de 350 pm.
[90] En référence à la figure 8, un cinquième système selon un cinquième mode
de réalisation selon l'invention est représenté.
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[91] Ce cinquième système comprend une pompe présentant plusieurs entrées
El, E2 et E3 et une unique sortie Si. La pompe est alors constituée d'une
unique
membrane présentant plusieurs parties, trois en l'occurrence : une première
partie
1001 reliant l'entrée El à un point B, une deuxième partie 1002 reliant
l'entrée E2 à
un point A, une troisième partie 1003 reliant l'entrée E3 au point A, une
quatrième
partie 1004 reliant le point A au point B et une cinquième partie 1005 reliant
le point
B à la sortie SI. Les motifs magéntiques de chacune de ces parties sont en
phase
aux points A et B pour qu'il y ait bien création d'une unique chambre aux
points
d'intersections A et B. Par ailleurs, sont associés à chacune de ces parties
1001,
1002, 1003, 1004, 1005 des canaux pour guider les fluides circulant dans
chacune
de ces parties. L'unique membrane constituée de ces différentes parties forme
un
monobloc.
[92] A l'aide de ce cinquième système, il est possible d'introduire différents
fluides
dans chacune des entrées El , E2 et E3, de procéder à leur mélange aux points
A et
B, et de récupérer le mélange à la sortie SI.
[93] Dans ce cinquième système, le fluide introduit dans chacune des entrées
El,
E2 et E3 est constamment stocké dans une chambre respectivement de la première
partie 1001, deuxième partie 1002 et troisième partie 1003, sans fuites dans
les
autres chambres qui suivent ou précèdent. Ainsi, deux chambres issues de deux
parties différentes, par exemple une chambre issue de la deuxième partie 1002
et
une autre chambre issue de la troisième partie 1003, peuvent fusionner
ensemble en
une plus grosse chambre au point A, et cette plus grosse chambre peut
fusionner
avec une autre chambre de la première partie 1001 au point B.
[94] Il est à noter qu'en changeant le sens de circulation du fluide pompé,
les
entrée El, E2 et E3 peuvent devenir des sorties et la sortie Si peut être une
entrée.
Ainsi, plutôt que de mettre en contact différents fluides introduits, il est
possible de
diviser un fluide introduit en divisant la chambre dans laquelle il se trouve.
[95] En référence à la figure 9, un sixième système selon un sixième mode de
réalisation selon l'invention est représenté.
[96] Le sixième système est semblable au deuxième mode de réalisation, mais
comprend en outre, dans le moyen support 200 plusieurs actionneurs ou capteurs
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410 agencés de manière à être directement en contact avec le fluide pompé, et
un
appareil de mesure 420.
[97] Par exemple, l'actionneur 410 peut comprendre des électrodes pour créer
une réaction électrochimique, un générateur de chaleur ou d'ultrasons, une
source
lumineuse, un capteur. Par exemple, les appareils de mesure peuvent permettre
de
mesurer des paramètres dans les chambres.
[96] De cette façon, il est possible d'activer ou d'analyser un seul volume de
fluide
souhaité et compris dans une chambre particulière.
[99] En référence à la figure 10, un huitième système selon un huitième mode
de
réalisation selon l'invention est représenté.
[100] Le huitième mode de réalisation est semblable au quatrième mode de
réalisation. Ici, la membrane 100 ne comprend pas d'orifices traversant. La
pompe
de ce huitième mode comprend en outre la paroi 300 rigide fixée sur une partie
au
moins du périmètre de la surface supérieure 102 de la membrane 100 et espacée
de
la membrane 100 par une distance suffisante pour permettre l'ondulation,
l'ondulation impliquant ou évitant le contact entre les parties concaves et la
paroi 300
à condition que le ou les fluides circulent au travers de la pompe. Le moyen
support
200 comprend une entrée E' et une sortie S' et la paroi 300 rigide comprend
également une entrée E" et une sortie S". De cette façon, un fluide peut
circuler
entre la membrane 100 et le moyen support 200 et un autre fluide peut circuler
entre
la membrane 100 et la paroi 300. Ainsi, deux fluides distincts peuvent être
pompés
avec la même pompe et un même débit.
[101] Par ailleurs, il est à noter qu'avec ce mode de réalisation, il est
également
possible que le fluide circulant entre l'entrée E' et la sortie S' soit le
même que celui
circulant entre l'E"et la sortie S". Dans cette configuration, les deux
entrées E' et E"
peuvent être reliées entre elles par un canal par exemple de manière à
introduire un
même fluide de part et d'autre de la membrane 100, et les deux sorties S' et
S" par
un autre canal de manière à extraire le même fluide circulant de part et
d'autre de la
membrane 100. Ainsi, le débit de circulation du fluide dans la pompe est alors
doublé.
[102] Il est à noter que dans chacun des modes de réalisation ci-avant
présentés, le
moyen support 200 rigide peut être transparent de manière à pouvoir observer
les
CA 03148349 2022-2-16
WO 2021/052865 25
PCT/EP2020/075379
différentes chambres formées par l'ondulation. Par ailleurs, la paroi 300
et/ou le
moyen support 200 peuvent être transparents de sorte à ne laisser passer que
des
rayonnements souhaités et prédéfinis.
[103] Il est à noter que dans l'ensemble de la présente demande, lorsqu'il
fait
référence à des indications en gras de type, F., C., M, B, An, il est question
de
vecteurs.
[104] L'invention a été illustrée et décrite en détail dans les dessins et la
description
précédente. Celle-ci doit être considérée comme illustrative et donnée à titre
d'exemple et non comme limitant l'invention à cette seule description. De
nombreuses variantes de réalisation sont possibles.
[105] Dans les revendications, le mot comprenant n'exclut pas d'autres
éléments et l'article indéfini un/une n'exclut pas une pluralité.
I
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