Sessions > Miniaturisation et instrumentation

Compte tenu des progrès technologies, la miniaturisation permet de développer des instruments de plus en plus compacts et offre de nouvelles perspectives pour des déploiements in natura. Cette session a pour but de discuter tant au niveau système que sous-système des technologies miniaturisées développées ou utilisées dans les laboratoires ou à miniaturiser. Des contributions sur les implications de la miniaturisation sur en autres les interfaces, la connectique, les soudures, et les montages en général sont attendues. Cette session permettra ainsi de faire un recensement de l’existant mais aussi d’identifier les besoins de la communauté.

Animateurs de la session : Jeanne Treuttel, Eric Defer

Date et heure de la session : 26 juin 2024 16h00-17h30

Format : Cette session est constituée d'une présentation invitée, de présentations flash des posters, d'une période d'échange devant les posters, puis d'une séance de discussions.

Présentation invitée #1 :

Malak RIZK-BIGOURD (LATMOS)

Développement d'un analyseur chromatographique miniaturisé basé sur les technologies MEMS et NEMS pour l'analyse moléculaire des environnements planétaires

La chromatographie en phase gazeuse (GC) est une technique analytique fiable qui a été utilisée depuis les années soixante-dix pour l'analyse des composés organiques dans les environnements planétaires à travers différentes missions spatiales telles que Viking, Cassini−Huygens, Rosetta ou Mars Science Laboratory (MSL). Dans le cadre de ces missions, les analyseurs GC sont basés sur des technologies de laboratoire qui ont été adaptées et optimisées pour répondre aux contraintes spatiales, en termes de ressources disponibles ou d'environnements thermiques et mécaniques. Cependant, la nécessité croissante de développer de l'instrumentation spatiale fonctionnant avec de faibles ressources (masse, énergie, encombrant), requière une nouvelle miniaturisation des instruments analytiques comparativement à ceux déjà embarqués.

Dans le cadre de plusieurs actions R&T et démonstrateur financées par le CNES, nous avons développé, intégré et testé un prototype de chromatographe en phase gazeuse ultra-miniaturisé basé sur des composants lab-on-chip fabriqués en technologies MEMS (Micro Electro Mechanical System) et NEMS (Nano Electro Mechanical System). Le prototype est formé d'un préconcentrateur d'échantillon, d'une colonne de séparation chromatographique et de deux détecteurs TCD (Thermal Conductivity Detector, ESIEE) et NGD (Nano Gravimetric Detector, APIX Analytics). Le préconcentrateur et la colonne fabriqués par la fonderie de l'ESIEE ont été développés et fonctionnalisés par nos équipes. L'interface fluidique, l'architecture mécanique et le système électronique ont été conçus pour être facilement transposables à l'instrumentation spatiale. La linéarité, la répétabilité ainsi que les performances analytiques de l'instrument ont été démontrées. La limite de détection du détecteur NGD a été évaluée à environ 10 pmol, comparativement à 100 pmol pour le détecteur TCD utilisé sur l'instrument SAM-GC (mission MSL).

Les performances de l'analyseur seront testées prochainement face aux contraintes des environnements spatiaux (mécaniques, thermiques et radiatives). Ainsi, l'instrument développé permet un saut d'échelle dans la miniaturisation des GC et un avantage indéniable pour les futures missions spatiales.