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Une micropompe de faible coût

François-Xavier Lenoir
Fiable et économique, ce dispositif, qui trouve de multiples applications dans l'industrie, a une dynamique de pompage élevée.

Les besoins pour déplacer des fluides de toutes natures, particulièrement avec de tout petits débits en continu, sont innombrables dans le médical, la pharmacie, l'imprimerie, les dispositifs de tests... Petit problème : jusqu'à maintenant le prix des constituants, notamment des systèmes d'entraînement et de régulation, était disproportionné avec leurs utilisations. Le prix de ces ensembles ne doit pas dépasser quelques euros, ce qui n'était pas le cas. La longévité est aussi un critère majeur, d'autant que les utilisations envisagées correspondent souvent à un fonctionnement incessant, n'autorisant pas la moindre panne.

Une conception simple et une grande fiabilité

La micropompe de Bartels Mikrotechnik a été développée pour être à la fois petite en taille et en coût. « C'est la première pompe à être conçue comme un "élément jetable" », note Ulrike Michelsen, responsable de la communication de l'entreprise. Elle est fabriquée selon le procédé de micro-injection moulage dans un matériau plastique connu pour sa stabilité, le polyphenylsulfone/polyimide. L'élément actif, qui constitue l'actionneur, est une céramique piézo-électrique collée à une membrane plastique. Cette dernière recouvre une petite chambre de pompage qui est alimentée par deux doubles valves pilotant le débit. Cette conception simple rend la pompe très fiable et résistante vis-à-vis des particules inférieures à 50 µm de diamètre.

Les caractéristiques remarquables de cette pompe, dont les premiers modèles ont été présentés en 2004, sont ses dimensions minuscules et sa dynamique de pompage élevée. Elle mesure 14 x 14 mm pour 3,5 mm d'épaisseur et ne pèse que 0,8 g. Son débit se situe entre 50 nl/min et 5 ml/min pour les liquides et à 50 ml/min pour les gaz. Les liquides comme les gaz sont susceptibles d'être pompés et elle atteint une grande longévité. Elle peut être reliée à différents systèmes de commande électroniques ou bien être autonome.

Précision constante pour les très bas débits

« Développée comme un produit à bas coût pour des marchés de masse, deux brevets ont été déposés pour sa protection intellectuelle, indique Ulrike Michelsen. Les développements supplémentaires consistent à réaliser les adaptations pour répondre aux spécifications des différents marchés. C'est ainsi que trois applications supplémentaires ont été mises en place. »

Il s'agit d'abord d'une pompe limitant les à-coups pour de très bas débits et avec une précision constante dans le temps, puis d'un système piloté pour être utilisé dans diverses applications médicales, enfin une dernière extension porte sur l'utilisation de pompes dans des piles à combustible miniaturisées. Les exigences ne portent pas seulement sur une faible consommation d'énergie, mais aussi sur la stabilité de la pression. Plus généralement, cette pompe et ses dispositifs associés présentent un grand intérêt pour les systèmes embarqués.

Ainsi, l'entreprise vient de développer un système de valve intégrale couplé à la pompe. Cette valve active présente les mêmes dimensions que cette dernière et s'utilise indépendamment ou peut être micro-assemblée en un kit fluidique afin de mieux contrôler l'écoulement du fluide.

LE DÉFI

Concevoir une micropompe de faible coût, polyvalente et très fiable.

LA SOLUTION

Fabrication des composants par micro-injection plastique. Utilisation d'une membrane avec actionneur piézo-électrique.

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