Tuning the effective coupling of an AFM lever to a thermal bath

Fabrication of Nano-Electro-Mechanical-Systems (NEMS) of high quality is nowadays extremely efficient. These NEMS will be used as sensors and actuators in integrated systems. Their use however raises questions about their interface (actuation, detection, read out) with external detection and control systems. Their operation implies many fundamental questions related to single particle effects such as Coulomb blockade, light matter interactions such as radiation pressure, thermal effects, Casimir forces and the coupling of nanosystems to external world (thermal fluctuations, back action effect). Here we specifically present how the damping of an oscillating cantilever can be tuned in two radically different ways: i) through an electro-mechanical coupling in the presence of a strong Johnson noise, ii) through an external feedback control of thermal fluctuations which is the cold damping closely related to Maxwell's demon. This shows how the interplay between MEMS or NEMS external control and their coupling to a thermal bath can lead to a wealth of effects that are nowadays extensively studied in different areas

Micro-manipulation of silicate micro-sized particles for biological applications.

International audienceThere are great challenges in biological research to study mechanical or chemical interactions between biological objects and artificial parts, to analyse the biocompatibility of artificial materials and/or to increase knowledge about biological cells. Some interaction studies between cells and artificial objects require to positioning very small objects whose typical size is comparable with cell's size (typically 5-20 micrometers). This paper presents design, building and testing of a new micro-manipulation station able to grasp, transport and release ten micrometers objects. Devoted to an existing piezoelectric microgripper, innovative end-effectors in silicon have been designed after several mechanical studies. They have been built with microfabrication processes (DRIE1) in SOI 2 wafers. For the application, the positioning of silicate crystals which contain iron close to E-Coli bacteria, new end-effectors were glued on the piezoelectric microgripper. Mounted on a three axis micropositioning stage under a videomicroscope, this innovative microgripper is able to grasp a silicate crystal of 15 micrometers in the aire and release it in the bacteria liquid medium

La dynamique d'évolution des politiques d'aide sociale au Québec : confrontation des systèmes de croyances et apprentissages collectifs

Cette thèse vise à décrire et à expliquer la dynamique d'évolution des politiques d'aide sociale au Québec. Afin d'étudier des aspects relativement peu explorés par les chercheurs spécialisés dans l'étude de ces politiques, nous avons misé sur un cadre d'analyse accordant une large importance à des outils théoriques empruntés à l'approche cognitive de l'action publique. Les travaux de Sabatier et Jenkins-Smith, notamment, ont beaucoup influencé cette recherche. Selon les deux auteurs, il est généralement possible, lors des débats concernant les interventions publiques dans un secteur donné, d'identifier différents réseaux d'acteurs en compétition les uns avec les autres. Chacun de ces réseaux forme une « coalition plaidante » composée d'acteurs adhérant à un même système de croyances. Impliqués dans un débat perpétuel avec leurs opposants, les membres de chaque coalition plaidante tentent de trouver des solutions crédibles pour corriger les lacunes des interventions en place et sont à la recherche d'idées susceptibles d'améliorer la performance de l'action publique. Ils s'engagent dans un processus d'apprentissage pour actualiser et étoffer leur argumentaire et être ainsi plus à même d'influencer la prise de décision. Dans un premier temps, nous avons analysé en détail la réforme de la sécurité du revenu adoptée en 1998. Nous voulions d'abord déterminer s'il est possible d'identifier des coalitions plaidantes en confrontation les unes avec les autres lorsqu'il est question de débattre des orientations devant orienter les politiques d'aide sociale. Nous avons également cherché à mieux comprendre l'impact des biais cognitifs des acteurs en comparant la manière dont des acteurs associés à des coalitions plaidantes différentes utilisent l'information technique et la recherche scientifique disponible. Enfin, nous avons étudié l'évolution du régime québécois d'aide sociale sur une plus longue période de temps, soit du milieu des années 1980 à aujourd'hui, afin de voir dans quelle mesure l'apprentissage des acteurs peut être considéré comme un facteur de changement. Notre étude de cas, qui s'appuie sur l'analyse documentaire et sur des entrevues réalisées auprès d'acteurs-clés (N=26), a permis d'identifier deux réseaux qui s'affrontent au Québec lors des débats sur l'aide sociale. L'un de ces réseaux présente les caractéristiques d'une coalition plaidante alors que l'autre nous semble plutôt être une quasi-coalition plaidante. Même si les acteurs engagés dans le processus d'élaboration des politiques d'aide sociale défendent des systèmes de croyances souvent divergents et se livrent à une lutte de pouvoir, ils parviennent parfois à force de débats et de discussions à trouver des terrains d'entente, ce qui favorise l'émergence de solutions qui s'imposent tout naturellement lors de la formulation des politiques. Il existe donc un réel espace pour le dialogue et pour l'apprentissage dans le processus de production des politiques dans ce secteur d'intervention publique. Toutefois, l'impact de cet apprentissage semble limité par la très grande réticence des acteurs à remettre en question le « noyau » de leur système de croyances, un phénomène qui apparaît assez clairement lorsqu'on analyse la façon dont ils exploitent l'information technique à leur disposition

La remise en question de l'État-providence par les décideurs politiques québécois une analyse des discours budgétaires de la période 1976-2000

Depuis une vingtaine d'années au Québec, l'annonce de compressions dans les budgets gouvernementaux fait régulièrement la une des médias. Nombreux sont ceux qui dénoncent le désengagement de l'État. Tout porte donc à croire que l'État-providence a été remis en question par les décideurs politiques québécois. L'analyse des discours budgétaires prononcés à l'Assemblée nationale de même que l'examen des revenus et dépenses de l'État québécois indiquent que l'influence de la pensée néolibérale dans le discours gouvernemental est réelle, mais qu'elle ne s'est pas traduite par un déclin de l'État-providence. L'interventionnisme demeure en matière de développement économique et de développement social. Toutefois, la mondialisation a amené l'État à revoir ses modes d'intervention

Silicon end-effectors for microgripping tasks.

International audienceMicromanipulation is a key task to perform serial assembly of MEMS. The two-fingered microgrippers are usable but require specific studies to be able to work in the microworld. In this paper, we propose a new microgripping system where actuators and the end-effectors of the gripper are fabricated separately. End-effectors can thus be adapted to the manipulated micro-objects without new design and/or fabrication of the actuator. The assembly of the end-effectors on our piezoelectric actuators guarantee a great modularity for the system. This paper focuses on the original design, development and experimentation of new silicon end-effectors, compatible with our piezoelectric actuator. These innovative end-effectors are realized with the well known DRIE process and are able to perform micromanipulation tasks of objects whose typical size is between 5 μm and 1 mm

Mechanical de-tethering technique for Silicon MEMS etched with DRIE process.

International audienceGetting Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) out of a wafer after fabrication processes is of great interest in testing, packaging or simply using these devices. Actual solutions require special machines like wafer dicing machines, increasing time and cost of de-tethering MEMS. This article deals with a new solution for manufacturing mechanical de-tetherable silicon MEMS. The presented solution could be done with DRIE process, already used in silicon MEMS fabrication, without additional time or cost. We are proposing a new way to create a notch on tethers linking both wafer and millimetric MEMS, especially designed to break with a specified mechanical force. A theoretical silicon fracture study, the experimental results and dimensional rules to design the tethers are presented in this article. This new technique is particularly useful for microscopic MEMS parts, and will find applications in the field of the MEMS components micro-assembly

Smart microrobots for mechanical cell characterization and cell convoying.

International audienceThis paper deals with the effective of smart microrobots for both mechanical cell characterization and cell convoying for in vitro fertilization. The first microrobotic device was developed to evaluate oocyte mechanical behavior in order to sort oocytes. A multi-axial micro-force sensor based on a frictionless magnetic bearing was developed. The second microrobotic device presented is a cell convoying device consisting of a wireless micropusher based on magnetic actuation. As wireless capabilities are supported by this microrobotic system, no power supply connections to the micropusher are needed. Preliminary experiments have been performed regarding both cell transporting and biomechanical characterization capabilities under in vitro conditions on human oocytes so as to demonstrate the viability and effectiveness of the proposed setups

Conversion d'Energie Magnéto-Thermo-Mécanique dans les Alliages à Mémoire de Forme Magnétiques.

National audienceLes alliages à mémoire de forme magnétiques sont des matériaux actifs dont les caractéristiques combinent celles des alliages à mémoire de forme classiques et celles des matériaux magnétostrictifs. Ces matériaux relativement récents sont actuellement assez peu utilisés pour des applications pratiques telles que les actionneurs et les capteurs en raison des difficultés de conception et de contrôle résultant d'un comportement complexe. Cet article se propose de présenter le mode de conversion d'énergie à l'oeuvre dans ces matériaux ainsi qu'un état de l'art des principaux travaux en termes d'actionneurs. Il se propose ensuite de présenter les réalisations des auteurs ainsi que les modèles de comportement développés pour finir par une présentation des règles de conception et de contrôle mis en évidence

Magnetic shape memory alloy and actuator design.

International audienceIn the field of micromechatronics, microrobotics and specially microfactories, active materials are used in most cases. They permit high resolution and distributed actuation. In this area, Magnetic Shape Memory Alloys (MSMA) are possible candidates. If a lot of studies deal with MSMA, only few applications use them until now. MSMA are attractive active materials because they have large strain (about 10%) as the classical shape memory alloys (SMA), but can provide a 100 times shorter time response. The main disadvantages of MSMA based actuators are the brittleness of the single-crystal material, the difficulty to apply the strong magnetic field required to obtain sufficient strain and the nonlinear behaviour. We propose in this paper a novel MSMA based actuator changing the disadvantage of the hysteretic behaviour into an advantage. This device is a push-pull actuator: two pieces of MSMA material act in an opposite way. The magnetic fields are created by coils and concentrated by ferromagnetic circuits. In order to move the central part of the actuator, a current pulse in the first coil is generated. The hysteretic behaviour of the material permits to keep a stable position when no current is applied. A current pulse in the second coil permits to displace the central part in the opposite direction. The stable position depends on the magnitude and the time duration of the current pulses and an infinity of stable positions can be reached. The use of current pulses permits also a reduction of the coil heating (Joule effect losses) and a reduction of the magnetic circuit size. The performances and characteristics of MSMA are between these of classical SMA and these of piezo-electric materials. A thermo-magneto-mechanical model of our actuator is currently in development in order to design an efficient control law welladapted to the specific MSMA properties

Multistable actuator based on magnetic shape memory alloy..

International audienceMagnetic Shape Memory Alloys (MSMs) are attractive smart materials because they exhibit, at the same time, a large strain (10 %) and a short time response (100 microns s). In this paper, we propose a novel MSM based actuator exploiting the characteristics of MSMs. This device is a push-pull actuator where two pieces of MSM act in an opposite way. The magnetic fields are created by two magnetic coils supplied by current pulses. The hysteretic behaviour of the MSM permits to keep a stable position when no current is applied and so limits heat losses in the coils. A model of this actuator is proposed and validated by experiments. A precise position feedback control of the actuator is then achieved using a displacement laser sensor