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L'histoire cachée des micropompes : à quel point leurs débuts dans les années 1970 ont-ils été miraculeux
Une micropompe est un appareil capable de contrôler et de manipuler de petits volumes de fluide. Bien que toute petite pompe soit souvent appelée micropompe, une définition plus précise serait de limiter ce terme aux pompes dont les dimensions fonctionnelles sont de l’ordre du micron. Ces pompes revêtent une importance particulière dans la recherche en microfluidique et ont commencé à pénétrer le marché de l’intégration de produits industriels ces dernières années. Leur petite taille globale, leur coût potentiel et leur précision de dosage améliorée par rapport aux petites pompes existantes ont contribué à l’intérêt continu pour cette pompe innovante.
Plus de quarante ans se sont écoulés depuis la première apparition des micropompes, mais on sait peu de choses sur les processus technologiques qui les sous-tendent.
Introduction et historique
Les véritables micropompes ont été signalées pour la première fois au milieu des années 1970, mais n'ont attiré l'attention que dans les années 1980, lorsque Jan Smits et Harald Van Lintel ont développé les micropompes MEMS. La plupart des travaux de base sur le micropompage MEMS ont été réalisés dans les années 1990. Des recherches récentes se sont concentrées sur la conception de micropompes non mécaniques pouvant être utilisées dans des zones reculées car elles ne dépendent pas de sources d’énergie externes.
Types et technologies
Dans le monde de la microfluidique, le comportement des lois physiques change également. Par exemple, les forces du corps, telles que le poids ou l’inertie, ont tendance à devenir insignifiantes, tandis que les forces de surface peuvent dominer le comportement du fluide, surtout si celui-ci contient des bulles de gaz. Les micropompes reposent souvent sur des principes de microactionnement raisonnablement évolutifs sur une gamme de tailles. Les micropompes peuvent être divisées en dispositifs mécaniques et non mécaniques.
Micropompe mécanique
Micropompe à membrane
Les micropompes à membrane utilisent l'action répétitive du diaphragme pour pousser le fluide. Le diaphragme se trouve au-dessus d'une vanne de pompe principale, qui est entourée de microvannes d'entrée et de sortie. Lorsque le diaphragme dévie vers le haut, le fluide est aspiré dans la soupape d'admission. Le diaphragme est ensuite enfoncé, évacuant le fluide à travers la vanne de sortie. Ce processus est répété pour fournir un approvisionnement continu en fluide.
Micropompe piézoélectrique
Les micropompes piézoélectriques sont l'une des pompes volumétriques à membrane les plus courantes. Ces pompes exploitent les propriétés mécaniques et électriques des céramiques piézoélectriques pour déformer une tension appliquée. Comparé à d'autres principes de conduite, l'entraînement piézoélectrique permet un volume de course élevé, une force motrice élevée et une réponse mécanique rapide, mais nécessite une tension de commande relativement élevée et un processus d'installation complexe.
Micropompe non mécanique
Micropompe sans valve
Les vannes statiques sont des vannes qui ont une géométrie fixe et ne comportent aucune pièce mobile. Ces vannes assurent la rectification du débit grâce à une énergie supplémentaire ou grâce à l'inertie du fluide pour induire les caractéristiques de débit souhaitées. Ce type de micropompe est appelé micropompe sans valve.
Candidature
Les micropompes ont des applications potentielles dans l'industrie, comme l'administration de petites quantités de colle pendant les processus de fabrication, et en biomédecine, notamment dans les dispositifs d'administration de médicaments portables ou implantables. En raison de leurs caractéristiques particulières, les micropompes peuvent également jouer un rôle important dans la surveillance environnementale, les systèmes analytiques et bien d’autres applications.
La conception unique des micropompes leur permet d'occuper une position clé dans les applications scientifiques et technologiques modernes.
Avec les progrès continus de la technologie, la demande de micropompes continue de croître dans tous les domaines. Face à l’avenir, comment ces micro-appareils affecteront-ils nos vies et le fonctionnement de l’industrie ?
