Vendredi 16 décembre 2022, Abir Boudaoud soutiendra sa thèse de doctorat portant sur le développement d’un système de mesure de nano-débits de liquides.

Les travaux ont été menés au LNE-CETIAT.

L’objectif de ce travail était de mettre en œuvre une méthode et des moyens pour raccorder au SI des dispositifs mesurant ou générant des débits de liquide de quelques nL/min à 1500 nL/min.

Résumé de la thèse

La traçabilité métrologique des mesures de débit liquide est assurée par une chaîne ininterrompue d'étalonnages par comparaisons à des étalons primaires et secondaires. Cependant, pour des débits inférieurs à quelques microlitres par minute, la traçabilité n’était pas assurée par manque de références nationales.

Dans le cadre de cette thèse, qui fait partie du projet européen "Metrology for Drug Delivery II", un système primaire optique et non-intrusif pour la mesure de nano-débits de liquides a été développé. Ce système est basé sur la mesure du déplacement d'une interface liquide/air à l'intérieur d'un tube capillaire, méthode ici appelée "interface tracking".

Afin d'assurer la traçabilité des mesures de débit, une procédure d'étalonnage de caméras et une méthode de mesure du diamètre interne des capillaires ont été établies. Pour chaque méthode développée un bilan détaillant les différentes sources d'incertitude a été réalisé.

Ce système permet d’étalonner des générateurs de débit et débitmètres tels que les dispositifs médicaux, les capteurs de débit, les régulateurs de pression et les pousse-seringues. Ces appareils sont utilisés, par exemple, dans des applications médicales et microfluidiques. Le système développé permet également la mesure des fluctuations de débit, ce qui le rend adapté à l'évaluation de la stabilité et du temps de réponse d’un dispositif.

Dans le cadre de la validation externe du système, le CETIAT a participé à une comparaison interlaboratoire qui a consisté en l'étalonnage de différents débitmètres et d’un pousse-seringue, de 5 nL/min à 1500 nL/min, c.à.d. à des débit 1000 fois plus faibles que la limite atteinte par l'étalon primaire précèdent. Les résultats de la comparaison montrent des incertitudes relatives étendues allant de 12 % pour 10 nL/min à 0,15 % pour 1500 nL/min. Ces capacités de mesure et d'étalonnage (CMC, Calibration and Measurement Capability) ont été examinées et validées par le processus d'approbation du BIPM (Bureau International des Poids et Mesures). Cette validation représente une reconnaissance internationale du système en tant qu'étalon national français pour les nano-débits de liquides.

Date et lieu de soutenance

Date : vendredi 16 décembre 2022 à 14h00

Lieu : Amphithéâtre de l’IPGG , Institut Pierre Gilles de Gennes, 6 Rue Jean Calvin, 75005 Paris