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9_l_avec_syst%C3%A8me_d_injection_%C3%A0_injecteur-pompe.pdf

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effectué par la pompe). le débit devient nul pour un maximum de contre-pression;. - Les fréquences de fonctionnement (celles des micropompes à membranes.

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3- PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT : Une pièce tournante centrale appelée « rotor de pompage et de distribution » (fig. 2 et. 3) est entraînée par un arbre cannelé

Quel est le rôle d’une pompe à injection ?

Quel est le rôle d’une pompe à injection ? La fonction d’une pompe à injection est de maintenir une pression constante et élevée du mélange carburant/air lors de son arrivée dans la chambre de combustion. Jusqu’à 35 bars dans un moteur essence et jusqu’à 2000 bars dans un moteur diesel.

Qu'est-ce que la pompe à injection haute pression ?

La pompe à injection haute pression à rampe commune Elle a une pression qui varie entre 1600 et 2000 bars. Un calculateur commande électriquement les injecteurs. Ce système vise à alimenter les injecteurs séquentiels des cylindres et à améliorer la combustion. II.2.3. La pompe d'injection haute pression à injecteurs pompes

Quels sont les différents types de pompes à injection haute pression ?

En revanche, les véhicules construits après 2000 sont équipés de pompes à injection haute pression (HP) soit à rampe commune, soit à injecteurs pompes commandés électriquement. Elles génèrent une pression comprise entre 1600 et 2000 bars.

UNIVERSITÉ DE MONTRÉALifi

ifi ifi ifi

MICROPOMPEifiDÉDIÉEifiÀifiL

MÉDICAMENTS ANTIifi-ifiÉPILEPTIQUESifi

ifi ifi

ALIifiHAMIEifi

ifi ifi ifi

MÉMOIREifiPRÉSENTÉifi

(GÉNIEifiBIOMÉDICAL)ifi

AVRILifi2013ifi

ifi ifi ifi

©ifiAliifiHamie,ifi2013.ifiifi

ifi ifi ifi ifi

UNIVERSITÉifiDEifiMONTRÉALifi

ifi ifi ifi ifi ifi

Ceifimémoireifiintitulé:ifi

ifi

ANTI -ifiÉPILEPTIQUESifi

ifi ifi ifi ifi enifiv: Maîtriseifièsifisciencesifiappliquéesifi aifiétéifi:ifi ifi iiiifi ifi

DÉDICACEifi

ifi ivifi ifi

REMERCIEMENTSifi

T jeifisouhaiteraisifiremercierifimonifidirecteurifideifirecherche,ifileifiProfesseurifiMohamadifi SAWAN,ifi accueilli dansifisonifi équipeifi deifi rechercheifi duifi laboratoireifi deifi

sonifisoutienifietifisesifijudicieuxificonseils,ifiainsiifiqueifipourifilaificonfianceifiqu m'aifiaccordée.ifi

également mesifiremerciementsifiàifiM.ifiTariqusifiSALAM,ifiquiifigrâceifiàifisonifiaideifi

entreprendre rapidementifimesifitravauxifideifirechercheifidansifiPolystim.ifiMesifiremercie

durant maifimaîtrise.ifiEnifiparticulier,ifimesificollèguesifiSami,ifiRobert,ifiAmine,ifiYushan,ifiEbrahim,ifiArash,ifi

assistanceifitechnique.ifi

préparation de ceifimémoire.ifiCelaifias toujours été facile et jeifisuisifitrèsifireconnaissantifipourifisaifi

Je tiens enfinifiàifiremercierifimonifipèreifietifimaifimèreifiquiifiontifitoujoursificruifienifimoi.ifi

toujoursifiencouragéifietifisoutenuifidansifilesifimomentsifidifficiles.ifi pasifinonifiplusifim ifi vifi ifi

RÉSUMÉifi

efficaceifi malgréifi lesifi progrèsifi technologiquesifi impressionnantsifi dansifi leifi domaineifi biomédical.ifiEnifi

plus,ifi sifi

miniaturiséeifipermettantifiempêcher le foyer épileptique de se déclarerifietifiseifipropagerifienifiinjectantifi

desifidébitsifi précisifi desifimédicamentsifi

pourifi déplacerifi lesifi médicamentsifi àifi injecter.ifiLaifi membraneifi deifilaifi micropompeifienifi questionifi estifi

deificrisesifiépileptiques.ifi

logiques simples et un convertisseurifinumériqueifi analogiqueifi(CNA)ifiquiifiserventifiàificontrôlerifietifi

Leifi déclenchementifi deifi laifi micropompeifi proposéeifi aifi étéifi validé,ifienifi partie,ifi àifi l'aideifi

d'enregistrementsifirammes intracorticauxifi(icEEG)ifidesifi patientsifi atteintsifi d'épilepsies.ifiLesifi résultatsifiobtenusifi deifilaificonsommationifi pompesifi piézoélectriquesifi duifi viifi ifi ifiifi ifi viiifi ifi

ABSTRACTifi

The latter requires an effective seizure-detectionifisystemifiandifianifiintracorticalifistimulator.ifiInifi

usingifiintracorticalifi Electroencephalogramifi(icEEG)ifirecordingsififromifipatientsifi withifi refractoryifi

Theifi experimentalifi resultsifi demonstratedifi theifi detectionifi accuracyifi ofifi proposedifi implantableifi

Theifiimplementedificontrolifi circuitifiprovidesifi aifi goodifi performanceifi inifi termifi ofifi powerifi

consumption,ifi comparingifi withifi anotherifipiezoelectricifimicropumpifiweifi previouslyifiusedifiinifi ourifi

ifi viiiifi ifi

TABLE DES MATIÈRESifi

TABLE DES MATIÈRESifi.........................................................................................................ifiVIII

LISTE DES TABLEAUXifi............................................................................................................XII

LISTE DES FIGURESifi...............................................................................................................ifiXIII

LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONSifi.............................................................................ifiXVI

CHAPITRE 1ifi..................................................................................................................................ifi3

ÉPILEPSIE ET MICROPOCTION DES MÉDICAMENTSifi...............ifi3

1.1 Introductionifi......................................................................................................................ifi3

1.2 .......................................................................................................ifi3

1.2.1 Classification et symptômesifi.........................................................................................ifi3

1.2.2 Causes .........................................................................ifi4

1.2.3 Moyens de traitement des crises épileptiquesifi..............................................................ifi5

1.3 Les systèmes microélectromécaniquesifi.............................................................................ifi7

1.4 Les micropompesifi.............................................................................................................ifi8

1.4.1 ......................................................................................ifi10

1.4.2 ............................................................................ifi11

1.4.3 Catégories des micropompesifi......................................................................................ifi12

1.5 Les actionneursifi...............................................................................................................ifi15

1.5.1 Actionneur magnétiqueifi..............................................................................................ifi16

ixifi ifi

1.5.2 Actionneur magnétostrictififi.........................................................................................ifi17

1.5.3 Actionneur électrostatiqueifi..........................................................................................ifi17

1.5.4 Actionneur piézoélectriqueifi........................................................................................ifi19

1.5.5 Actionneur thermiqueifi.................................................................................................ifi20

1.5.6 Actionneur optiqueifi.....................................................................................................ifi21

1.6 Les microvalvesifi..............................................................................................................ifi22

1.6.1 Les microvalves activesifi.............................................................................................ifi22

1.6.2 Les valves passivesifi.....................................................................................................ifi23

1.7 Conclusionifi......................................................................................................................ifi24

CHAPITRE 2ifi................................................................................................................................ifi25

REVUE DE LA LITTÉRATUREifi.................................................................................................ifi25

2.1 Introductionifi....................................................................................................................ifi25

2.2 Les systèmes électromécaniquesifi....................................................................................ifi25

2.3 Travaux de pointe dans le domaineifi................................................................................ifi28

2.4 Conclusionifi......................................................................................................................ifi33

CHAPITRE 3ifi................................................................................................................................ifi34

3.1 Introductionifi....................................................................................................................ifi34

3.2 Objectif généralifi..............................................................................................................ifi35

3.3 Spécifications du systèmeifi..............................................................................................ifi35

3.4 Modèle mathématiqueifi....................................................................................................ifi36

3.4.1 Déplacement de la membraneifi....................................................................................ifi36

3.4.2 .............................................................................................ifi40

3.5 ..........................................................................ifi42

xifi ifi

3.5.1 Détection de crisesifi.....................................................................................................ifi44

3.5.2 Circuit de contrôle du pompageifi.................................................................................ifi45

3.5.3 Opération du système de pompageifi.............................................................................ifi45

3.6 eifi.............................................ifi46

3.6.1 ..................................................................................ifi47

3.6.2 Les compteursifi............................................................................................................ifi48

3.6.3 Les multiplexeursifi.......................................................................................................ifi49

3.6.4 Circuit de rétroactionifi..................................................................................................ifi51

3.6.5 La micropompe électromagnétiqueifi............................................................................ifi52

3.6.6 ......................................................................................ifi56

3.6.7 Circuit de la transmission des donnéesifi......................................................................ifi56

3.7 Conclusionifi......................................................................................................................ifi58

CHAPITRE 4ifi................................................................................................................................ifi59

RÉSULTATS DE SIMULATIONifiETifiEXPERIMENTATIONifi...................................................ifi59

4.1 Introductionifi....................................................................................................................ifi59

4.2 Modélisation de la membrane PDMSifi............................................................................ifi59

4.3 Résultatsifi.........................................................................................................................ifi62

4.4 Assemblage du systèmeifi.................................................................................................ifi64

4.5 Résultats expérimentauxifi................................................................................................ifi67

4.6 Interprétation des résultatsifi.............................................................................................ifi71

4.7 Durée de vie de la pileifi....................................................................................................ifi71

4.8 Nettoyage de tubesifi.........................................................................................................ifi72

4.9 Biocompatibilité des matériauxifi......................................................................................ifi74

CONCLUSION ET RECOMMANDATIONSifi.............................................................................ifi75

xiifi ifi ifi xiiifi ifi

LISTE DES TABLEAUXifi

Tableau 2. 1: Évolution de la technologie des MEMS [21].ifi..........................................................ifi27

Tableau 2.2: Comparaison du déplacement de diaphragme et le temps de réponse pour les

Tableau 3.1: Vérification des entrées du détecteur de crises VSD et la période sélectionnée T2.ifi.ifi52

proposée avec une autre commerciale.ifi...................................................................................ifi69

xiiiifi ifi

LISTE DES FIGURESifi

..................................ifi10

Figure 1.2: Les différents types de micropompes mécaniques.ifi.....................................................ifi12

Figureifi1.3:ifiLesifidifférentsifitypesifideifimicropompesifinonifi mécaniques.ifi...........................................ifi14

Figure 1.5: Micropompe à un actionneur électromagnétique: (a) état initial (le courant est nul);

a) état initial (la tension Figure 1.7: Micropompe à un actionneur piézoélectriqueifi champ électrique cause une déflexion de la membrane vers le haut (aspiration du liquide); at initial et (b) ......ifi21

Figure 3.1: Schéma blocs du système de l'injection des médicaments.ifi.........................................ifi34

Figure 3.2: Position de l'aimant au centre du diaphragme de PDMS.ifi............................................ifi38

Figure 3.3: Déformation de la membrane de PDMS.ifi.....................................................................ifi39

Figure 3.4: Diagramme simplifié du système de délivrance des médicaments (VSD est

1 est la Période de Push -PullifiduifimoteurifietifiT2 est la

de l'activation du système en entier T2 andifi(c)ifiPériodeifiT1 deifiPushifi-Pullifiduifimoteur.ifi............ifi45

xivifi ifi

Figure 3.9: Schéma du compteur asynchrone.ifi...............................................................................ifi49

Figureifi3.10:ifiMultiplexeursifiutilisésifipourifisélectionnerifilesifisignauxifiàifiT1 etifiT2.ifi................................ifi50

Figure 3.11: Circuit de rétroaction.ifi................................................................................................ifi51

Figure 3.12: Mesure de la force du moteur.ifi...................................................................................ifi53

Figure 3.13: Étage de la sortieifi........................................................................................................ifi54

Figure 3.14: Construction de laifimicropompe.ifi................................................................................ifi54

Figure 3.15: Cycle de la micropompe électromagnétique: (a) Opération du moteur dans une

directionifi(polarisationifi Opération du moteur dans une autre direction (polarisation négative) et (d) La valve de

Figure 3.16: Le module sans fil Bluetooth RN-41.ifi........................................................................ifi57

Figure 4.1: Paramètres caractérisant la membrane PDMS.ifi............................................................ifi60

Figure 4.2: Modèle et géométrie du diaphragme utilisé (h = 0.42mm, a = 4.8mm, c = 3mm).ifi.....ifi60

Figure 4.3: Définition du matériel utilisé pour le diaphragme (PDMS) et la phase mesh de

Figure 4.4: Définition de limites et charges exercées sur le diaphragme.ifi......................................ifi61

Figure 4.5: Limites et chargesifiprovoquéesifiparifileifisupportififixeifiduifidiaphragme.ifi............................ifi62

Figure 4.6: Déformation simulée de la membrane PDMS.ifi............................................................ifi63

Figure 4.7: Résultat du tenseur des contraintes (principal stress).ifi.................................................ifi63

Figure 4.8: Simulation de la déformation du matériau PDMS (elastic strain).ifi..............................ifi64

xvifi ifi

Figure 4.11: Prototypeifideifilaifideuxièmeifimicropompeifiassemblée.ifi...................................................ifi66

Figure 4.12: Photographie du circuit imprimée du système de commande de la micropompe.ifi....ifi67

active du système.ifi..................................................................................................................ifi67

Figure 4.14: Test du pompage du liquide: (a) début du pompage, (b) la génération de la première

Figure 4.15: Débit de la micropompe mesuré sous une tension contrôlée par le CNA (3, 4 et 5 V)

Figure 4.16: Débit de la micropompe proposée mesuré durant une minute sous un intervalle de tensionifi(4,ifi4,5ifietifi .........................................ifi70 xviifi ifi

LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONSifi

PDMSifiifiPolydiméthylsiloxaneifi

VNSifiifiVargusifiNerveifiStimulationifi

1ifi

INTRODUCTIONifi

Durantifi lesifi dernièresifi décennies,ifi leifi domaineifi deifi laifi santéifi aificonnuifi d'énormesifi progrès.ifi

Cependant les traitements actuels pour ces maladies provoquent encore chez certaines traitants.ifi

L'épilepsie est l'un de ces maladiesififastidieusesifiàifitraiter.ifiC'estifiuneifipathologieifiduifisystèmeifi

Quand elle se manifeste, cette complication crée un orage électrique dans le cerveau

deifi médicamentsifi permettentifi d'améliorerifi laifi situationifi duifi patientifi enifi tentantifi d'arrêterifi laifi criseifi

peuvent être directement appliquées sur la zone épileptogène quiifiseifisitueifidansifiuneifizoneifidifficileifi

paritionpération en elle-mêmeifi resteifinonifi sa profondeur sont compromis.ifi

Avec les progrès réalisés dans le domaine des matériaux, du biomédical, de la

2ifi ifi

implantableifi miniature,ifi biocompatibleifi etifi intelligent,ifi capableifi deifi délivrerifi avecifi uneifi précisionifi

Dans ce mémoire de maitrise, nousifinousifi intéressonsifiàifi dispositififi

médicalifipermettantifi deifisatisfaireifilesifibesoinsifiénumérésifici-haut.ifiLaificontributionificonsisteifienifilaifi

patients épileptiques. Le système en question est basé sur la micropompe électromagnétique

système est capable deifi seifimettreifi enifiveilleifipourifimaximiserifisonifiautonomie.ifiEnifieffetifi certainsifi

souhaité.ifiifi

Le système que nous proposons,ifigèreifilaificonsommationifideifipuissanceifiintelligemmentifipourifi

dansificeifimémoire.ifiNousifi actuellementifiemployées.ifiifi

Dans le deuxième chapitre,ifi nousifisurvolonsifi lesifi différentsifi typesifi deifi microsystèmesifideifi

Dans leifi troisièmeifi chapitre,ifinousifi présentonsifi laifi conceptionifi duifisystèmeifiproposéifietifi sonifi

ifi 3ifi

CHAPITRE 1

ÉPILEPSIEifiETifiMICROPOCTION DES

MÉDICAMENTSifi

1.1 Introductionifi

Nordifiseulementifi

catégories: chirurgie pourifi extraireifi lesifi tissusifi touchés,ifimédicamentsifi orauxifiouifistimulationifi

électrique.ifiNombreuxifi patientsifi souffrantifi d'épilepsieifi restentifi desifi candidatsifi non-éligiblesifi àifi uneifi

Malheureusement, les nombreuses études réalisées dans le but de fournir leifitraitementifi

requisifiauxifi patientsifi épileptiquesifi demeurentifi peuifi efficacesifi [1].ifi Laifi stimulationifi électriqueifi peutifi

provoquerifi desifi dégâtsifi dansifi leifi cerveau.ifi Lesifi médicamentsifi quantifi àifi eux,ifi peuventifi entrainerifi desifi

pourifiaiderificesifi patients.ifi ifi 1.2

1.2.1 Classificationifietifisymptômesifi

ifiifiifiifiifiifiifiifiCetteifi manifestationifi neurologiqueifi causéeifi parifi desifi déchargesifi électriquesifi dansifi leifi cerveauifi

humainifi provoqueifi desifi crisesifi intermittentesifi quiifi mènentifi lesifi patientsifi àifi unifi étatifi deifi perteifi deifi

4ifi ifi

autres parties saines du cerveau. Si la crise est localiséeifidansifiunifiseulifihémisphèreificérébral,ifielleifi

caractérisée par une activité neurologique anormale. Une

du cerveau. Les décharges électriques résultantes peuvent atteindre les deux hémisphères

reçoivent de façon continue des soins médicaux appropriésifi pouvantifi remédierifi auxifi crisesifi

quotesdbs_dbs17.pdfusesText_23

[PDF] PROTOTYPE DUNE MICROPOMPE DÉDIÉE À LINJECTION DES

Quel est le rôle d’une pompe à injection ?

Qu'est-ce que la pompe à injection haute pression ?

Quels sont les différents types de pompes à injection haute pression ?

UNIVERSITÉ DE MONTRÉALifi

MICROPOMPEifiDÉDIÉEifiÀifiL

MÉDICAMENTS ANTIifi-ifiÉPILEPTIQUESifi

ALIifiHAMIEifi

MÉMOIREifiPRÉSENTÉifi

AVRILifi2013ifi

©ifiAliifiHamie,ifi2013.ifiifi

UNIVERSITÉifiDEifiMONTRÉALifi

Ceifimémoireifiintitulé:ifi

ANTI -ifiÉPILEPTIQUESifi

DÉDICACEifi

REMERCIEMENTSifi

RÉSUMÉifi

ABSTRACTifi

TABLE DES MATIÈRESifi

1.1 Introductionifi......................................................................................................................ifi3

1.2 .......................................................................................................ifi3

1.2.1 Classification et symptômesifi.........................................................................................ifi3

1.2.2 Causes .........................................................................ifi4

1.2.3 Moyens de traitement des crises épileptiquesifi..............................................................ifi5

1.3 Les systèmes microélectromécaniquesifi.............................................................................ifi7

1.4 Les micropompesifi.............................................................................................................ifi8

1.4.1 ......................................................................................ifi10

1.4.2 ............................................................................ifi11

1.4.3 Catégories des micropompesifi......................................................................................ifi12

1.5 Les actionneursifi...............................................................................................................ifi15

1.5.1 Actionneur magnétiqueifi..............................................................................................ifi16

1.5.2 Actionneur magnétostrictififi.........................................................................................ifi17

1.5.3 Actionneur électrostatiqueifi..........................................................................................ifi17

1.5.4 Actionneur piézoélectriqueifi........................................................................................ifi19

1.5.5 Actionneur thermiqueifi.................................................................................................ifi20

1.5.6 Actionneur optiqueifi.....................................................................................................ifi21

1.6 Les microvalvesifi..............................................................................................................ifi22

1.6.1 Les microvalves activesifi.............................................................................................ifi22

1.6.2 Les valves passivesifi.....................................................................................................ifi23

1.7 Conclusionifi......................................................................................................................ifi24

2.1 Introductionifi....................................................................................................................ifi25

2.2 Les systèmes électromécaniquesifi....................................................................................ifi25

2.3 Travaux de pointe dans le domaineifi................................................................................ifi28

2.4 Conclusionifi......................................................................................................................ifi33

3.1 Introductionifi....................................................................................................................ifi34

3.2 Objectif généralifi..............................................................................................................ifi35

3.3 Spécifications du systèmeifi..............................................................................................ifi35

3.4 Modèle mathématiqueifi....................................................................................................ifi36

3.4.1 Déplacement de la membraneifi....................................................................................ifi36

3.4.2 .............................................................................................ifi40

3.5 ..........................................................................ifi42

3.5.1 Détection de crisesifi.....................................................................................................ifi44

3.5.2 Circuit de contrôle du pompageifi.................................................................................ifi45

3.5.3 Opération du système de pompageifi.............................................................................ifi45

3.6 eifi.............................................ifi46

3.6.1 ..................................................................................ifi47

3.6.2 Les compteursifi............................................................................................................ifi48

3.6.3 Les multiplexeursifi.......................................................................................................ifi49

3.6.4 Circuit de rétroactionifi..................................................................................................ifi51

3.6.5 La micropompe électromagnétiqueifi............................................................................ifi52

3.6.6 ......................................................................................ifi56

3.6.7 Circuit de la transmission des donnéesifi......................................................................ifi56

3.7 Conclusionifi......................................................................................................................ifi58

4.1 Introductionifi....................................................................................................................ifi59

4.2 Modélisation de la membrane PDMSifi............................................................................ifi59

4.3 Résultatsifi.........................................................................................................................ifi62

4.4 Assemblage du systèmeifi.................................................................................................ifi64

4.5 Résultats expérimentauxifi................................................................................................ifi67

4.6 Interprétation des résultatsifi.............................................................................................ifi71

4.7 Durée de vie de la pileifi....................................................................................................ifi71

4.8 Nettoyage de tubesifi.........................................................................................................ifi72

4.9 Biocompatibilité des matériauxifi......................................................................................ifi74

LISTE DES TABLEAUXifi

LISTE DES FIGURESifi

1 est la Période de Push -PullifiduifimoteurifietifiT2 est la

LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONSifi

PDMSifiifiPolydiméthylsiloxaneifi

VNSifiifiVargusifiNerveifiStimulationifi

INTRODUCTIONifi

CHAPITRE 1