Développement d’un système primaire de mesure de nano-débits de liquides

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", nous avons développé un système primaire optique et non-intrusif pour la mesure de nano-débits de liquides. Ce système est basé sur la mesure du déplacement d'une interface liquide/air à l'intérieur d'un tube capillaire, méthode que nous appelons "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'est-à-dire à des débits 1000 fois plus faibles que la limite atteinte par l'étalon primaire précédent. 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 (CMCs) ont été examinées et validées par le processus d'approbation du BIPM (Bureau International des Poids et Mesures).

Cette validation représente une reconnaissance internationale de notre système en tant qu'étalon national français pour les nano-débits de liquides.

Auteur(s)

Dr Abir-Wissam BOUDAOUD

Directeur(s) de thèse

Teresa LOPEZ-LEON

Informations complémentaires

Thèse de doctorat présentée à l'Université Paris sciences et lettres, dans le cadre de Physique en Ile de France dans la spécialité : Physique.

Thèse cofinancée par le CETIAT et l'ESPCI Paris - 2022 – 162 p.