EP2423929B1 - Dispositif à contact intermittent amélioré par diélectrophorèse - Google Patents

Dispositif à contact intermittent amélioré par diélectrophorèse Download PDF

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EP2423929B1
EP2423929B1 EP11354040.5A EP11354040A EP2423929B1 EP 2423929 B1 EP2423929 B1 EP 2423929B1 EP 11354040 A EP11354040 A EP 11354040A EP 2423929 B1 EP2423929 B1 EP 2423929B1
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EP
European Patent Office
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decontamination
electrode
electric field
contact
pad
Prior art date
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Not-in-force
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EP11354040.5A
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German (de)
English (en)
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EP2423929A1 (fr
Inventor
Antoine Nowodzinski
Vincent Mandrillon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/0036—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/60—Auxiliary means structurally associated with the switch for cleaning or lubricating contact-making surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • H01H2059/009—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays using permanently polarised dielectric layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • H01H59/0009—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics

Definitions

  • the invention relates to a device comprising at least first and second contact areas having a contact surface and moving relative to one another between a common contact position of said contact surfaces and another position. .
  • MEMS Microelectromechanical systems
  • microelectromechanical systems are subject to degradation of their performance over time.
  • an intermittent electrical contact is made between two contact pads.
  • the switch comprises a substrate 1 provided with a movable arm 2 secured.
  • the substrate 1 comprises a first contact pad 3 associated with a first electrode.
  • the movable arm 2 comprises a second contact pad 4 associated with a second electrode.
  • the second contact pad 4 moves between an isolation position and a position of electrical contact with the first contact pad 3.
  • the document US 2005/0236260 discloses an electromechanical relay that has a first fixed contact pad facing a second movable contact pad.
  • the first contact pad has the shape of a U whose outer wall is facing a first electrode.
  • a second electrode is disposed facing the inner wall of the U.
  • the device comprises a substrate 1 provided with a movable arm 2 secured.
  • the substrate 1 comprises a first contact zone 3, corresponding in this example to a contact pad associated with a first electrode.
  • the movable arm 2 comprises a second contact zone 4 which also corresponds in this example to a contact pad and which is associated with a second electrode.
  • the second contact pad 4 moves between a position of contact with the first contact pad 3 and another position, for example a rest position or a position of contact with another contact pad. In another embodiment not shown, the position of the first 3 and second 4 contact pads is reversed.
  • first 3 and second 4 contact pads are movable relative to each other and they comprise at least one common contact position.
  • the first 3 and second 4 contact pads each have a contact surface and the common contact position corresponds to the electrical and physical connection between these two contact surfaces.
  • the contact surface may be a flat surface or a convex surface. An ohmic contact is obtained in order to pass an electrical signal, that is to say that an electric current flows between the two pads 3 and 4.
  • the device also comprises a device for generating a first non-uniform electric field on at least a portion of the surface of an area to be decontaminated.
  • This zone to be decontaminated may be a part of the contact surface of the first contact pad 3, the entire contact surface or a surface adjacent to the first contact pad, for example a zone more or less completely surrounding the first contact pad for prevent contamination from reaching the contact pad 3.
  • a fluid for example a gas or a liquid, is disposed between the first contact pad 3 and the decontamination electrode 5.
  • the fluid has a first dielectric permittivity value and is subjected to the electric field generated between the contact pad and the decontamination electrode.
  • the fluid may partially or completely cover the contact pad 3 and / or the decontamination electrode 5.
  • the decontamination device applies the first non-uniform electric field to at least a portion of the contact zone of the first pad 3, that is to say the zone to be decontaminated, by means of the decontamination electrode 5.
  • the device of decontamination and the fluid are configured so that the electric field generates on the contaminants, by dielectrophoresis, a force directed towards the decontamination electrode 5.
  • the contaminants arranged in the electric field and in the fluid are displaced so as to decontaminate the contact pad 3 or the zone to be decontaminated of the contact pad 3.
  • the field lines are configured diverging towards the first pad 3.
  • the field lines are configured convergent towards the first pad 3.
  • the device for generating the first electric field makes it possible to obtain a non-uniform electric field which results in the existence of an electric field gradient in the zone to be decontaminated.
  • This electric field gradient allows, by dielectrophoresis, to attract the dielectric particles from the zones of weak electric field gradient towards the zones with a strong electric field gradient when the field lines are configured diverging in the direction of the first pad 3, as illustrated. to the figures 3 and 7 to 11 .
  • the electric field gradient is present on the surface of the zone to be decontaminated and is oriented so that the force imposed by the electric field causes the contaminants to the decontamination electrode 5.
  • the value of the electric field gradient increases towards the decontamination electrode, for example along the path between the first pad 3 and the decontamination electrode parallel to the surface of the zone to be decontaminated .
  • Contaminants are concentrated in areas where the gradient electric field is the highest, for example next to some parts of the decontamination electrode 5.
  • the first non-uniform electric field with diverging or convergent field lines towards the zone to be decontaminated and with an electric field gradient parallel to the surface to be decontaminated increasing or decreasing in the direction of the decontamination electrode can be obtained by multiple ways and with various configurations.
  • the latter and the decontamination electrode 5 are configured, for example, so that the first electric field has electric field lines that diverge when the it is directed to the area to be decontaminated, that is to say that diverge from the decontamination electrode 5 to a portion of the first contact zone 3 that is to be decontaminated.
  • the electric field gradient has a component parallel to the surface of the block so as to attract the contaminants out of the pad 3. Then, the contaminants follow the surface of the substrate according to the electric field gradient so as to leave the area to be decontaminated or even reach the decontamination electrode 5.
  • the electric field must have diverging field lines on the surface of the contact area to force the movement of contaminants. Although there are diverging field lines from side faces of the substrate, the latter do not have a direct effect on the contact surface. Field lines from the side faces may nevertheless be used to transport contaminants from the contact pad 3 to the decontamination electrode 5 along the substrate.
  • the lines of the electric field must be divergent or mainly divergent in a direction parallel to the contact surface so as to generate a movement of the contaminants which tends to bring the latter out of the contact pad 3. If the electric field is diverging in a direction perpendicular to the contact surface, the contaminants are blocked in a particular area of the contact surface at the location where the electric field gradient is the strongest.
  • a similar result can be obtained by means of a decontamination device generating convergent electric field lines in the direction of the first pad 3 in association with a suitable fluid.
  • the first pad 3 and the decontamination electrode 5 can be used to form diverging or convergent electric field lines in the direction of the first pad.
  • the fluid is then judiciously chosen so that the induced forces move the contaminants away from the first pad 3.
  • the contact surface of the first pad 3 is in the same plane as the part of the decontamination electrode 5 which generates the diverging field lines, for example.
  • the first pad 3 and the decontamination electrode 5 are disposed on the surface of the substrate, preferably slightly protruding from the surface of the substrate.
  • the free surface of the decontamination electrode may be in the same plane as the contact surface of the first stud, but it is also conceivable that the plane defined by the contact surface of the first stud is above or below the part of the decontamination electrode 5 which generates divergent or convergent field lines. The higher the difference in height, the lower the parallel component, which reduces the effectiveness of the decontamination electrode.
  • the pad 3 and the decontamination electrode 5 are in the same plane or substantially in the same plane disposed on the surface of the substrate. This preferred configuration makes it possible to have significant decontamination while keeping the electric field below the breakdown value of the ambient medium.
  • the field lines diverge or converge from the means for generating the electric field towards the part of the first contact pad to be decontaminated or from an electrode towards the zone to be decontaminated.
  • the electric field has electric field lines that diverging or converging at a portion of the contact surface of the first contact pad 3 towards the area to be decontaminated.
  • the electric field has a component in a direction parallel to the contact surface of the first contact pad 3. This component makes it possible, by dielectrophoresis, to eliminate the dielectric particles present on the surface of the first contact pad 3.
  • the non-uniform electric field generation means comprise a decontamination electrode 5 in the immediate vicinity of the first contact pad 3.
  • two decontamination electrodes 5a, 5b are used. Contaminants are attracted to areas of high field gradients.
  • the impurities are removed from the area to be decontaminated to concentrate in areas with a high field gradient, here in the vicinity of the electrodes 5a and 5b ( figure 3 ).
  • the intensity and the direction of the electric field are chosen so as to spread the contaminants towards the decontamination electrode 5, which makes it possible to decontaminate the first contact pad 3.
  • this non-uniform electric field makes it possible to reduce the concentration of organic contaminants on the surface of the first contact pad 3.
  • the reduction in organic pollution on the surface of the first contact pad 3 makes it possible to increase the reliability contact between the first 3 and second 4 contact pads reducing the risk of carbonization of these organic molecules.
  • the annular electrode 5 is electrically distinct from the first 3 and second 4 contact pads.
  • the annular electrode 5 may have a square, round or any shape.
  • the inner part of the electrode 5 follows the shape of the first contact pad 3 so as to have substantially complementary shapes.
  • the decontamination electrode is preferably arranged around the zone to be decontaminated, here around the first contact zone, to form an electric field gradient around the zone to be decontaminated. In the following description, the decontamination electrode 5 is considered annular but other forms are also conceivable.
  • the annular electrode 5 is continuous or discontinuous.
  • the annular shape of the electrode 5 makes it possible to protect the first contact pad 3 from the external environment by reducing the arrival of external contaminants.
  • the decontamination electrode 5 completely surrounds the first contact pad 3 in a first plane of section, here the plane AA which is parallel to the contact surface.
  • the field lines are convergent towards the first pad 3.
  • the space disposed between the first pad 3 and the decontamination electrode 5 is filled with a fluid having a permittivity greater than the permittivity of the supposed contamination.
  • the permittivity of the contamination is lower than the permittivity of the ambient medium and the field lines converge towards the pad 3, the dielectrophoresis generates a force on the contaminant which allows the decontamination of the pad 3.
  • the space between the decontamination electrode 5 and the pad 3 can be filled for example with pure water or with formic acid or another material compatible with the operation of the movable arm. For example, it is possible to dive, at least partially the device in a bath of pure water or formic acid.
  • the electric field is non-uniform with diverging field lines towards the pad 3.
  • the space disposed between the first pad 3 and the decontamination electrode 5 is filled with a fluid having a permittivity lower than the permittivity of the contamination assumed.
  • the permittivity of the contamination is greater than the permittivity of the ambient medium and the field lines converge towards the decontamination electrode 5, the dielectrophoresis generates a force on the contaminant which allows the decontamination of the pad 3.
  • the fluid is advantageously a gas.
  • the fluid used may be air or a low pressure atmosphere.
  • the contact zone 3 surrounds the decontamination electrode 5 which makes it possible to concentrate the contaminants inside the surface defined by the contact zone in order to have a decontamination without loss of space on the substrate.
  • the decontamination electrode (here annular) 5 partially surrounds the first contact pad 3.
  • the annular electrode 5 surrounds the first contact pad 3, but leaves one or more angular sectors without vis-à-vis between the annular electrode 5 and the first contact pad 3.
  • the annular electrode 5 may be formed by a plurality of elementary electrodes arranged at a distance from each other. There is then alternation of angular sectors with a vis-à-vis and angular sectors without vis-à-vis.
  • the contact zone acts as a counter-electrode in the application of the electric field.
  • the maximum electric field between the annular electrode 5 and the first contact pad 3 is greater than or equal to one kilovolt per centimeter (kV / cm).
  • the effect of decontamination is all the more important as the value of the electric field is high.
  • the maximum electric field is limited by the breakdown of the medium in which the electric field is formed.
  • the maximum value is of the order of 10 to 80 kV / cm.
  • the electric field is essentially oriented in a direction parallel to the contact surface between the first and second contact pads in order to have the maximum energy efficiency for decontamination. The higher the field gradient and the field, the better the decontamination.
  • the distance between the electrode 5 and the first contact pad 3 is not constant, which makes it possible to obtain a non-homogeneous electric field.
  • the contact pad 3 has one or more zones projecting towards the decontamination electrode 5.
  • the electrode 5 has one or more protruding zones in the direction of the first contact pad 3 and more particularly in the direction of the zone to be decontaminated.
  • An identical configuration is illustrated in figure 8 by reversing the positions of the contact surface and the electrode 5, the electrode 5 has one or more protruding areas in the direction of the first contact pad 3. This protruding area allows to concentrate the field lines of the gradient of electric field present between the electrode 5 and the first contact pad 3 and obtain the desired divergence in the field lines.
  • the first contact pad 3 and / or the annular electrode 5 may have any shape, for example a star or toothed wheel shape.
  • a variable polarization in time is applied between the electrode 5 and the first contact pad 3.
  • This modulation over time makes it possible to modify the shape of the gradient and to facilitate decontamination in certain areas. It also allows you to select certain species to decontaminate.
  • the modulation over time can be used to create standing waves, which allows the creation of an electric field more independent of the geometry of the electrodes.
  • the device may comprise means for applying a variable polarization in time between the electrode 5 and the contact pad 3. This implementation is particularly advantageous in the embodiment illustrated in FIGS. Figures 9 and 10 with several elementary electrodes 5.
  • the different electrodes may be subjected to the same potential or to different potentials so as to obtain the desired electric field gradient.
  • there is also a non-uniform electric field gradient between adjacent elementary electrodes so as to capture the particles passing between the two elementary electrodes.
  • the decontamination device is configured to apply the first non-uniform electric field between the first contact pad 3 and the first decontamination electrode 5 and a second non-uniform electric field on at least a second portion of the contact area of the first pad 3 by means of a second decontamination electrode 5b.
  • a second fluid is disposed between the first contact pad 3 and the second decontamination electrode 5.
  • the second fluid has a second dielectric permittivity value which may be equal to or different from that of the first fluid.
  • the decontamination device and the second fluid are configured so that the second electric field generates on the contaminant, by dielectrophoresis, a force directed towards the second decontamination electrode 5b.
  • the electrode 5 comprises or is formed by an electret or a plurality of electrets.
  • a source of potential is not necessary because the electrets have an intrinsic electric polarization.
  • the use of electrets is particularly advantageous when the device is disconnected from its energy source because the contaminating particles continue to undergo the electric field.
  • decontamination electrodes or several series of decontamination electrodes are associated with a contact pad 3. These different decontamination electrodes may be electrically independent to take into account the flow of contaminant around the pad or manufacturing defects.
  • the electrodes 5 are arranged around the pad 3, but it is also possible to invert the positions of these elements or to use an embodiment according to FIGS. Figures 5 and 6 .
  • the device advantageously comprises a circuit for applying a first electric field between the pad 3 and the nearest decontamination electrode 5 or a group of closest electrodes and a second electric field between the electrode decontamination device 5 (or the group of electrodes) and a second more distant decontamination electrode 5 (or a second group of electrodes).
  • the device for applying the first non-uniform electric field and the second non-uniform electric field is configured to apply, with a time shift, the first electric field and then the second electric field so as to decontaminate at least partially the first contact pad 3 then move the contaminants to the second decontamination electrode.
  • the decontamination electrode 5 is embedded in the substrate to limit the height of its projecting portion relative to the surface of the substrate. Even more preferably, the upper surface of the decontamination electrode 5 is in the same plane as the surface of the substrate so as not to hinder the movement of contaminants.
  • an additional electrode 6 is disposed near the electrode 5.
  • the additional electrode 6 is, for example, arranged around the first contact pad 3 and the electrode decontamination.
  • the two electrodes 5 and 6 are of annular type, but it is possible to combine an annular electrode with a non-annular electrode. It is also possible to use an electrode having one or more electrets or formed by a plurality of electrets in combination with an electrode which does not.
  • the electrodes 5 and 6 are annular and concentric with preferably the additional electrode 6 around the decontamination electrode 5. Even more advantageously, the first contact pad 3 is disposed in the center of the two annular electrodes 5 and 6.
  • the pair stud 3 / decontamination electrode 5 is the one illustrated in FIG. figure 5 , but the other embodiments are also possible.
  • the first electric field is applied as before to carry out the decontamination.
  • a second electric field is also applied. This second electric field is non-uniform with a divergence in the direction of the decontamination electrode so as to obtain the decontamination of the electrode 5 by the additional electrode 6. In this way, new contaminants are prevented from approaching the the electrode 5 concentrating them towards the additional electrode 6.
  • the device for generating the non-uniform electric field comprises the additional electrode and the decontamination electrode and the surface to be decontaminated is the surface located between the two electrodes 5 and 6.
  • This architecture also makes it possible not to impose a decontaminating electric field between the pad 3 and the decontamination electrode 5, for example by applying the same potential on pad 3 and the decontamination electrode 5. The decontaminating electric field is then applied between the decontamination electrode and the additional electrode 6.
  • the contaminating molecules are concentrated between the two annular electrodes 5 and 6, which makes it possible, in addition, to obtain an increased displacement of these molecules out of the first contact pad 3 because of the difference in concentration that exists between the first pad of contact 3 and the electrode 5. Indeed, although the first pad 3 is not subjected to the electric field gradient of the additional electrode 6, there is depletion contaminating near the first pad 3. The homogenization of the concentration of contaminant on the surface of the substrate will result in a decontamination of the surface of the first pad 3. The best results are obtained with annular electrodes which form a dam around the first pad.
  • a release coating is formed on the surface of the substrate between the first contact zone 3 and the means for generating the non-uniform electric field, preferably between the first contact zone and the decontamination electrode 5.
  • This non-stick coating can be obtained by means of the deposition of a suitable material or by means of a specific surface treatment, for example by plasma or by liquid route.
  • a chemical treatment leaving a surface grafting of silane-terminated polytetrafluoroethylene molecules is used.
  • the first contact pad 3 and the second contact pad 4 are formed by an electrically conductive material, preferably a metallic material.
  • the electrodes 5 and 6 are formed by an electrically conductive material, preferably a metallic material or a synthetic polymer such as polypropylene, polyethylene terephthalate in the case of electrets. It is also possible to form electrets in a silicon oxide which is used in the device.
  • the electrodes 5 and 6 may also be covered by an insulating material.
  • the contact surface of the latter is at the same level or projecting with respect to the immediate surrounding surface.
  • the plane containing the annular electrode 5 also contains the first contact pad 3.
  • another electrode is also formed near the second contact pad 4, preferably around the second pad of contact 4, to facilitate the decontamination of the latter.
  • the various embodiments presented for the first contact pad 3 can be used for the second contact pad 4.
  • the annular electrode 5 can surround the first contact pad or the two contact pads. It is also conceivable to use two contiguous annular electrodes forming, for example an "8".
  • the non-uniform electric field can be obtained by means of the first contact zone 3 and a decontamination electrode 5 or by means of two or more decontamination electrodes 5 or by any other suitable technique.

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Description

    Domaine technique de l'invention
  • L'invention est relative à un dispositif comportant au moins une première et une seconde zones de contact ayant une surface de contact et se déplaçant l'une par rapport à l'autre entre une position de contact commun desdites surfaces de contact et une autre position.
    • État de la technique
  • Les systèmes micro-électromécaniques (MEMS) se sont développés au fur et à mesure des années et ils sont maintenant présents dans de très nombreux secteurs technologiques.
  • L'intégration de ces dispositifs au plus près de puces électroniques permet un gain en compacité et en énergie consommée qui ouvre la voie à de nouvelles applications et à de nouveaux marchés.
  • Cependant, comme toutes les pièces mécaniques en mouvement, les systèmes micro-électromécaniques sont sujets à une dégradation de leur performance dans le temps. Dans un dispositif de type interrupteur, un contact électrique intermittent est réalisé entre deux plots de contact.
  • Comme cela est illustré à la figure 1, l'interrupteur comporte un substrat 1 muni d'un bras mobile 2 solidaire. Le substrat 1 comporte un premier plot de contact 3 associé à une première électrode. Le bras mobile 2 comporte un second plot de contact 4 associé à une seconde électrode. Le second plot de contact 4 se déplace entre une position d'isolation et une position de contact électrique avec le premier plot de contact 3.
  • Des problèmes de fiabilité du contact ohmique, notamment par des contaminants organiques, ont été soulevés ce qui s'est traduit par une dégradation des performances de l'interrupteur dans le temps. Il est alors nécessaire de remplacer le composant voire tout un ensemble de pièces si ces dernières sont indissociables ce qui peut être problématique si le dispositif n'est pas facilement accessible ou si le dispositif travaille sous vide.
  • Le document US 2005/0236260 décrit un relai électromécanique qui comporte un premier plot de contact fixe faisant face à un deuxième plot de contact mobile. Le premier plot de contact à la forme d'un U dont la paroi externe est face à une première électrode. Une deuxième électrode est disposée face à la paroi interne du U.
  • Le document US 6 094 116 A divulgue un dispositif selon les préambules de la revendication 1 et de la revendication 14.
    • Résumé de l'invention
  • On constate qu'il existe un besoin de prévoir un dispositif même muni d'un contact électrique intermittent qui présente une bonne tenue dans le temps et dont la réalisation est facile à mettre en oeuvre.
  • On tend à satisfaire ce besoin au moyen d'un dispositif selon les revendications annexées et plus particulièrement en prévoyant que le dispositif comporte
    • un substrat muni d'un premier plot de contact avec une zone de contact,
    • un second plot de contact solidaire du substrat et comportant une zone de contact, le second plot se déplaçant par rapport au premier plot de contact entre une position de contact ohmique entre lesdites zones de contact et une autre position,
    • un dispositif de décontamination par application d'un premier champ électrique non uniforme sur au moins une partie de la zone de contact du premier plot au moyen d'une électrode de décontamination,
    • un fluide disposé entre le premier plot de contact et l'électrode de décontamination, le fluide ayant une première valeur de permittivité diélectrique,
    dispositif dans lequel le dispositif de décontamination et le fluide sont configurés de manière à ce que le premier champ électrique génère sur un contaminant, par diélectrophorèse, une force dirigée vers l'électrode de décontamination.
  • On tend également à satisfaire ce besoin en prévoyant que le dispositif comporte :
    • un substrat muni d'un premier plot de contact avec une zone de contact,
    • un second plot de contact solidaire du substrat et comportant une zone de contact, le second plot se déplaçant par rapport au premier plot de contact entre une position de contact ohmique entre lesdites zones de contact et une autre position,
    • un dispositif de décontamination par application d'un premier champ électrique non uniforme entre une électrode de décontamination et une électrode additionnelle, l'électrode de décontamination et l'électrode additionnelle entourant chacune le premier plot de contact le dispositif de décontamination étant configuré de manière à ce que le premier champ électrique comporte des lignes de champ électrique divergentes ou convergentes en direction de l'électrode additionnelle avec un gradient de champ électrique croissant ou décroissant en direction de l'électrode de décontamination le long de la surface du substrat séparant l'électrode de décontamination de l'électrode additionnelle.
    Description sommaire des dessins
  • D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs et illustrés à l'aide des dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 illustre, en coupe, de manière schématique, un interrupteur,
    • la figure 2 illustre, en coupe, de manière schématique, un interrupteur muni d'une électrode additionnelle de décontamination,
    • les figures 3 et 4 illustrent, en vue de dessus et en vue de dessus, de manière schématique, deux électrodes de décontamination et une surface de contact avec une partie des lignes de champ présentes,
    • les figures 5 à 12 illustrent, en vue de dessus, de manière schématique, différents associations de plots de contact et d'électrodes de décontamination.
    Description d'un mode de réalisation préféré de l'invention
  • Comme cela est illustré à la figure 2, le dispositif comporte un substrat 1 muni d'un bras mobile 2 solidaire. Le substrat 1 comporte une première zone de contact 3, correspondant dans cet exemple à un plot de contact, associée à une première électrode. Le bras mobile 2 comporte une seconde zone de contact 4 qui correspond également dans cet exemple à un plot de contact et qui est associée à une seconde électrode. Le second plot de contact 4 se déplace entre une position de contact avec le premier plot de contact 3 et une autre position, par exemple une position de repos ou une position de contact avec un autre plot de contact. Dans un autre mode de réalisation non représenté, la position des premier 3 et second 4 plots de contact est inversée.
  • De manière générale, les premier 3 et second 4 plots de contact sont mobiles l'un par rapport à l'autre et ils comportent au moins une position de contact commun. Les premier 3 et second 4 plots de contact possèdent chacun une surface de contact et la position de contact commun correspond à la connexion électrique et physique entre ces deux surfaces de contact. La surface de contact peut être une surface plane ou une surface convexe. Un contact ohmique est obtenu afin de faire transiter un signal électrique, c'est-à-dire qu'un courant électrique circule entre les deux plots 3 et 4.
  • Comme cela est illustré aux figures 3 et 4, le dispositif comporte également un dispositif de génération d'un premier champ électrique non uniforme sur au moins une partie de la surface d'une zone à décontaminer. Cette zone à décontaminer peut être une partie de la surface de contact du premier plot de contact 3, toute la surface de contact ou une surface adjacente au premier plot de contact, par exemple une zone entourant plus ou moins complètement le premier plot de contact pour empêcher la contamination d'atteindre le plot de contact 3.
  • Un fluide, par exemple un gaz ou un liquide, est disposé entre le premier plot de contact 3 et l'électrode de décontamination 5. Le fluide a une première valeur de permittivité diélectrique et il est soumis au champ électrique généré entre le plot de contact et l'électrode de décontamination. Le fluide peut recouvrir partiellement ou totalement le plot de contact 3 et/ou l'électrode de décontamination 5.
  • Le dispositif de décontamination applique le premier champ électrique non uniforme sur au moins une partie de la zone de contact du premier plot 3, c'est-à-dire la zone à décontaminer, au moyen de l'électrode de décontamination 5. Le dispositif de décontamination et le fluide sont configurés de manière à ce que le champ électrique génère sur les contaminants, par diélectrophorèse, une force dirigée vers l'électrode de décontamination 5.
  • De cette manière, les contaminants disposés dans le champ électrique et dans le fluide sont déplacés de manière à décontaminer le plot de contact 3 ou la zone à décontaminer du plot de contact 3.
  • Lorsque l'espace disposé entre le premier plot 3 et l'électrode de décontamination 5 est rempli par un fluide ayant une permittivité inférieure à la permittivité de la contamination supposée, les lignes de champs sont configurées divergentes en direction du premier plot 3.
  • Lorsque l'espace disposé entre le premier plot 3 et l'électrode de décontamination 5 est rempli par un fluide ayant une permittivité supérieure à la permittivité de la contamination supposée, les lignes de champs sont configurées convergentes en direction du premier plot 3.
  • Le dispositif de génération du premier champ électrique permet l'obtention d'un champ électrique non uniforme ce qui se traduit par l'existence d'un gradient de champ électrique dans la zone à décontaminer. Ce gradient de champ électrique permet par diélectrophorèse d'attirer les particules diélectriques des zones de faible gradient de champ électrique vers les zones à fort gradient de champ électrique lorsque les lignes de champs sont configurées divergentes en direction du premier plot 3, comme cela est illustré aux figures 3 et 7 à 11.
  • Le gradient de champ électrique est présent à la surface de la zone à décontaminer et il est orienté de manière à ce que la force imposée par le champ électrique entraîne les contaminants vers l'électrode de décontamination 5. Dans le cas des lignes de champ divergentes en direction du premier plot 3, la valeur du gradient de champ électrique augmente en direction de l'électrode de décontamination, par exemple le long du trajet entre le premier plot 3 et l'électrode de décontamination parallèlement à la surface de la zone à décontaminer. Les contaminants sont concentrés dans les zones ou le gradient de champ électrique est le plus élevé, par exemple à côté de certaines parties de l'électrode de décontamination 5.
  • Dans le cas de lignes de champ électrique convergentes, la valeur du gradient décroît et les contaminants sont chassés des zones ou le gradient est élevé.
  • Le premier champ électrique non uniforme avec des lignes de champ divergentes ou convergentes en direction de la zone à décontaminer et avec un gradient de champ électrique parallèle à la surface à décontaminer augmentant ou diminuant dans la direction de l'électrode de décontamination peut être obtenu par de multiples moyens et avec des configurations variées.
  • Lorsque le premier plot de contact 3 fait partie du dispositif de génération du premier champ électrique, ce dernier et l'électrode de décontamination 5 sont configurés, par exemple, pour que le premier champ électrique présente des lignes de champ électrique qui divergent lorsque l'on se dirige vers la zone à décontaminer, c'est-à-dire qui divergent depuis l'électrode de décontamination 5 vers une partie de la première zone de contact 3 que l'on veut décontaminer. De cette manière, il y a augmentation du champ électrique au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la première zone de contact 3 vers l'électrode de décontamination 5. Le gradient de champ électrique présente une composante parallèle à la surface du plot de manière à attirer les contaminants hors du plot 3. Ensuite, les contaminants suivent la surface du substrat selon le gradient de champ électrique de manière à quitter la zone à décontaminer voire atteindre l'électrode de décontamination 5.
  • Le champ électrique doit présenter des lignes de champ divergentes à la surface de la zone de contact afin de forcer le déplacement des contaminants. Même si il existe des lignes de champ divergentes depuis des faces latérales du substrat, ces dernières n'ont pas un effet direct sur la surface de contact. Les lignes de champs provenant des faces latérales peuvent néanmoins servir au transport des contaminants depuis le plot de contact 3 vers l'électrode de décontamination 5 le long du substrat.
  • Les lignes du champ électrique doivent être divergentes ou principalement divergentes dans une direction parallèle à la surface de contact de manière à générer un mouvement des contaminants qui tend à faire sortir ce dernier du plot de contact 3. Si le champ électrique est divergent dans une direction perpendiculaire à la surface de contact, les contaminants sont bloqués dans une zone particulière de la surface de contact à l'endroit où le gradient de champ électrique est le plus fort.
  • Un résultat similaire peut être obtenu au moyen d'un dispositif de décontamination générant des lignes de champ électrique convergentes en direction du premier plot 3 en association avec un fluide adapté. Comme cela est illustré aux figures 5 à 11, le premier plot 3 et l'électrode de décontamination 5 peuvent servir à former des lignes de champ électrique divergentes ou convergentes en direction du premier plot. Le fluide est alors judicieusement choisi de manière à ce que les forces induites éloignent les contaminants du premier plot 3.
  • Afin d'avoir la plus grande efficacité énergétique, la surface de contact du premier plot 3 est dans le même plan que la partie de l'électrode de décontamination 5 qui génère les lignes de champ par exemple divergentes. Le premier plot 3 et l'électrode de décontamination 5 sont disposés à la surface du substrat, de préférence légèrement en saillie de la surface du substrat. La surface libre de l'électrode de décontamination peut être dans le même plan que la surface de contact du premier plot, mais il est également envisageable que le plan défini par la surface de contact du premier plot soit au-dessus ou en dessous de la partie de l'électrode de décontamination 5 qui génère les lignes de champ divergentes ou convergentes. Plus la différence de hauteur est importante et plus la composante parallèle est faible ce qui réduit l'efficacité de l'électrode de décontamination.
  • Comme cela est illustré aux figures 2 et 3, le plot 3 et l'électrode de décontamination 5 sont dans le même plan ou sensiblement dans le même plan disposé à la surface du substrat. Cette configuration préférentielle permet d'avoir une décontamination importante tout en maintenant le champ électrique sous la valeur de claquage du milieu ambiant.
  • Selon les modes de réalisation, les lignes de champ divergent ou convergent depuis les moyens de génération du champ électrique vers la partie du premier plot de contact à décontaminer ou depuis une électrode vers la zone à décontaminer. Le champ électrique présente des lignes de champ électrique qui divergent ou convergent au niveau d'une partie de la surface de contact du premier plot de contact 3 en direction de la zone à décontaminer.
  • Le champ électrique possède une composante dans une direction parallèle à la surface de contact du premier plot de contact 3. Cette composante permet, par diélectrophorèse, d'éliminer les particules diélectriques présentes à la surface du premier plot de contact 3. Dans les régions du champ électrique ou les lignes de champ divergent depuis les moyens de génération vers le premier plot de contact, il y a décontamination si le contaminant a une permittivité diélectrique supérieure à la permittivité du fluide. Les moyens de génération du champ électrique non uniforme comportent une électrode 5 de décontamination à proximité immédiate du premier plot de contact 3. Dans l'exemple de la figure 3, deux électrodes 5a, 5b de décontamination sont utilisées. Les contaminants sont attirés dans les zones de fort gradient de champ. Comme les lignes de champ divergent lorsque l'on se dirige vers la zone à décontaminer, les impuretés sont retirées de la zone à décontaminer pour se concentrer dans les zones à fort gradient de champ, ici à proximité des électrodes 5a et 5b (figure 3).
  • L'intensité et la direction du champ électrique sont choisies de manière à écarter les contaminants vers l'électrode 5 de décontamination ce qui permet de décontaminer le premier plot de contact 3.
  • A titre d'exemple, ce champ électrique non uniforme permet de diminuer la concentration en contaminants organiques à la surface du premier plot de contact 3. La diminution de la pollution organique à la surface du premier plot de contact 3 permet d'augmenter la fiabilité du contact entre les premier 3 et second 4 plots de contact en réduisant les risques de carbonisation de ces molécules organiques.
  • Une électrode 5, de préférence de forme annulaire, entoure le premier plot de contact 3. L'électrode annulaire 5 est électriquement distincte des premier 3 et second 4 plots de contact. L'électrode annulaire 5 peut avoir une forme carrée, ronde ou quelconque. De manière préférentielle, la partie intérieure de l'électrode 5 suit la forme du premier plot de contact 3 de manière à avoir des formes sensiblement complémentaires. L'électrode de décontamination est préférentiellement disposée autour de la zone à décontaminer, ici autour de la première zone de contact, pour former un gradient de champ électrique autour de la zone à décontaminer. Dans la suite de la description, l'électrode 5 de décontamination est considérée comme annulaire mais d'autres formes sont également envisageables.
  • Selon les modes de réalisation, l'électrode annulaire 5 est continue ou discontinue. La forme annulaire de l'électrode 5 permet de protéger le premier plot de contact 3 de l'environnement extérieur en réduisant l'arrivée de contaminants extérieurs.
  • Dans son mode de réalisation dit « continue » et illustré par exemple aux figures 4 et 5, l'électrode de décontamination 5 entoure complètement le premier plot de contact 3 selon un premier plan de coupe, ici le plan AA qui est parallèle à la surface de contact.
  • Dans le mode de réalisation illustré aux figures 5 et 6, les lignes de champ sont convergentes en direction du premier plot 3. L'espace disposé entre le premier plot 3 et l'électrode de décontamination 5 est rempli par un fluide ayant une permittivité supérieure à la permittivité de la contamination supposée. Comme la permittivité de la contamination est inférieure à la permittivité du milieu ambiant et que les lignes de champ convergent en direction du plot 3, la diélectrophorèse engendre une force sur le contaminant ce qui permet la décontamination du plot 3. Dans ce cas de figure, l'espace entre l'électrode de décontamination 5 et le plot 3 peut être rempli par exemple par de l'eau pure ou par de l'acide formique ou un autre matériau compatible avec le fonctionnement du bras mobile. A titre d'exemple, il est possible de plonger, au moins partiellement le dispositif dans un bain d'eau pure ou d'acide formique.
  • Dans des modes de réalisation privilégiés illustrés aux figures 7 à 9, le champ électrique est non uniforme avec des lignes de champ divergentes en direction du plot 3. L'espace disposé entre le premier plot 3 et l'électrode de décontamination 5 est rempli par un fluide ayant une permittivité inférieure à la permittivité de la contamination supposée. Comme la permittivité de la contamination est supérieure à la permittivité du milieu ambiant et que les lignes de champ convergent en direction de l'électrode de décontamination 5, la diélectrophorèse engendre une force sur le contaminant ce qui permet la décontamination du plot 3. Ces modes de réalisation offrent une plus grande souplesse dans le choix du matériau pouvant être décontaminé ainsi que dans le matériau qui sépare l'électrode de décontamination 5 du plot 3. Dans ce cas de figure, le fluide est avantageusement un gaz. Le fluide utilisé peut être de l'air ou une atmosphère basse pression.
  • Dans les modes de réalisation illustrés à la figure 8, la zone de contact 3 entoure l'électrode de décontamination 5 ce qui permet de concentrer les contaminants à l'intérieur de la surface définie par la zone de contact afin d'avoir une décontamination sans perte de place sur le substrat.
  • Dans son mode de réalisation dit « discontinu » illustré aux figures 8 et 9, l'électrode de décontamination (ici annulaire) 5 entoure partiellement le premier plot de contact 3. L'électrode annulaire 5 entoure le premier plot de contact 3, mais elle laisse un ou plusieurs secteurs angulaires sans vis-à-vis entre l'électrode annulaire 5 et le premier plot de contact 3. L'électrode annulaire 5 peut donc être formée par une pluralité d'électrodes élémentaires disposées à distance les unes des autres. Il y a alors alternance de secteurs angulaires avec un vis-à-vis et de secteurs angulaires sans vis-à-vis. Dans ces modes de réalisation, la zone de contact joue le rôle de contre-électrode dans l'application du champ électrique.
  • Dans un mode de réalisation particulier, le champ électrique maximal entre l'électrode annulaire 5 et le premier plot de contact 3 est supérieur ou égal à un kilovolt par centimètre (kV/cm).
  • L'effet de décontamination est d'autant plus important que la valeur du champ électrique est élevée. Cependant, le champ électrique maximum est limité par le claquage du milieu dans lequel est formé le champ électrique. Par exemple, pour de l'air, la valeur maximale est de l'ordre de 10 à 80kV/cm. De manière préférentielle, le champ électrique est essentiellement orienté selon une direction parallèle à la surface de contact entre les premier et second plots de contact afin d'avoir le maximum de rendement énergétique pour la décontamination. Plus le gradient de champ et le champ sont importants et plus la décontamination est efficace.
  • Dans un mode de réalisation préférentiel, la distance entre l'électrode 5 et le premier plot de contact 3 n'est pas constante ce qui permet l'obtention d'un champ électrique non homogène. Dans un premier cas illustré à la figure 6, le plot de contact 3 présente une ou plusieurs zones en saillie en direction de l'électrode de décontamination 5.
  • Dans un autre cas illustré à la figure 7, l'électrode 5 présente une ou plusieurs zones en saillie en direction du premier plot de contact 3 et plus particulièrement en direction de la zone à décontaminer. Une configuration identique est illustrée à la figure 8 en intervertissant les positions de la surface de contact et de l'électrode 5, l'électrode 5 présente une ou plusieurs zones en saillie en direction du premier plot de contact 3. Cette zone en saillie permet de concentrer les lignes de champ du gradient de champ électrique présent entre l'électrode 5 et le premier plot de contact 3 et obtenir la divergence recherchée dans les lignes de champ. Pour obtenir ce résultat, le premier plot de contact 3 et/ou l'électrode annulaire 5 peuvent présenter une forme quelconque par exemple une forme d'étoile ou de roue dentée.
  • Dans encore un autre mode de réalisation qui peut être combiné aux précédents, une polarisation variable dans le temps est appliquée entre l'électrode 5 et le premier plot de contact 3. Cette modulation dans le temps permet de modifier la forme du gradient et de faciliter la décontamination dans certaines zones. Cela permet également de sélectionner certaines espèces à décontaminer. La modulation dans le temps peut servir à créer des ondes stationnaires, ce qui autorise la création d'un champ électrique plus indépendant de la géométrie des électrodes. Le dispositif peut comporter des moyens d'application d'une polarisation variable dans le temps entre l'électrode 5 et le plot de contact 3. Cette mise en oeuvre est particulièrement intéressante dans l'exemple de réalisation illustré aux figures 9 et 10 avec plusieurs électrodes élémentaires 5.
  • Lorsque l'électrode 5 est formée par une pluralité d'électrodes élémentaires comme cela est illustré aux figures 9 à 11, les différentes électrodes peuvent être soumises au même potentiel ou à des potentiels différents de manière à obtenir le gradient de champ électrique recherché. De préférence, il existe également un gradient de champ électrique non uniforme entre électrodes élémentaires adjacentes de manière à capter les particules qui passent entre les deux électrodes élémentaires.
  • Le dispositif de décontamination est configuré pour appliquer le premier champ électrique non uniforme entre le premier plot de contact 3 et la première électrode de décontamination 5 et un deuxième champ électrique non uniforme sur au moins une seconde partie de la zone de contact du premier plot 3 au moyen d'une deuxième électrode de décontamination 5b. Un deuxième fluide est disposé entre le premier plot de contact 3 et la deuxième électrode de décontamination 5. Le deuxième fluide a une deuxième valeur de permittivité diélectrique qui peut être égale ou différente de celle du premier fluide.
  • Le dispositif de décontamination et le deuxième fluide sont configurés de manière à ce que le deuxième champ électrique génère sur le contaminant, par diélectrophorèse, une force dirigée vers la deuxième électrode de décontamination 5b.
  • Il est alors possible d'avoir des lignes de champ électrique convergentes entre le plot 3 et une des électrodes de décontamination 5 et des lignes de champ électrique divergentes entre le plot 3 et une autre électrode de décontamination 5.
  • Dans une autre variante de réalisation pouvant être illustrée aux figures 9 à 11, l'électrode 5 comporte ou est formée par un électret ou par une pluralité d'électrets. Dans ce cas de figure, une source de potentiel n'est pas nécessaire car les électrets possèdent une polarisation électrique intrinsèque. L'utilisation d'électrets est particulièrement intéressante lorsque le dispositif est déconnecté de sa source d'énergie car les particules contaminantes continuent de subir le champ électrique.
  • Dans un autre mode de réalisation pouvant être illustrée aux figures 9 à 11, plusieurs électrodes de décontamination ou plusieurs séries d'électrodes de décontamination sont associées à un plot de contact 3. Ces différentes électrodes de décontamination peuvent être indépendantes électriquement pour tenir compte du flux de contaminant autour du plot ou des défauts de fabrication. Dans les modes de réalisation illustrés, les électrodes 5 sont disposées autour du plot 3 mais il est également possible d'inverser les positions de ces éléments ou d'utiliser un mode de réalisation selon les figures 5 et 6.
  • Dans le mode de réalisation illustré à la figure 11, le dispositif comporte avantageusement un circuit d'application d'un premier champ électrique entre le plot 3 et l'électrode de décontamination 5 la plus proche ou un groupe d'électrodes les plus proches et d'un deuxième champ électrique entre l'électrode de décontamination 5 (ou le groupe d'électrodes) et une deuxième électrode de décontamination 5 plus éloignée (ou un deuxième groupe d'électrodes). Le dispositif d'application du premier champ électrique non uniforme et du deuxième champ électrique non uniforme est configuré pour appliquer, avec un décalage temporel, le premier champ électrique puis le deuxième champ électrique de manière à décontaminer au moins partiellement le premier plot de contact 3 puis déplacer les contaminants vers la deuxième électrode de décontamination.
  • De cette manière, il est possible durant une première période de réaliser la décontamination du plot 3 au moyen de la première électrode ou de la première série d'électrodes puis de transférer les contaminants depuis la première électrode (ou la première série d'électrodes) vers la deuxième électrode (ou la deuxième série d'électrodes). Les première et deuxième électrodes de décontaminations peuvent être alignées avec le plot. La première électrode peut avoir une forme différente de la deuxième électrode et/ou être réalisée dans des matériaux différents. Par exemple, la première électrode est avantageusement discontinue et la deuxième électrode est formée par une série d'électrodes élémentaires, mais il est également possible d'avoir une organisation opposée. Dans un mode de réalisation préférentiel, l'électrode de décontamination 5 est encastrée dans le substrat afin de limiter la hauteur de sa partie en saillie par rapport à la surface du substrat. De manière encore plus préférentielle, la surface supérieure de l'électrode de décontamination 5 est dans le même plan que la surface du substrat afin de ne pas gêner le déplacement des contaminants.
  • Dans une variante de réalisation illustrée à la figure 12 et qui peut être appliquée aux modes de réalisation précédents, une l'électrode 6 additionnelle est disposée à proximité de l'électrode 5. L'électrode additionnelle 6 est, par exemple, disposée autour du premier plot de contact 3 et de l'électrode de décontamination. De manière préférentielle, les deux électrodes 5 et 6 sont de type annulaire, mais il est possible de combiner une électrode annulaire avec une électrode non-annulaire. Il est également possible d'utiliser une électrode comportant un ou plusieurs électrets ou formée par une pluralité d'électrets en combinaison avec une électrode qui en est dépourvue. Dans un mode de réalisation avantageux, les électrodes 5 et 6 sont annulaires et concentriques avec de préférence l'électrode additionnelle 6 autour de l'électrode 5 de décontamination. De manière encore plus avantageuse, le premier plot de contact 3 est disposé au centre des deux électrodes annulaires 5 et 6.
  • Le couple plot 3 / électrode de décontamination 5 est celui illustré à la figure 5, mais les autres modes de réalisation sont également possibles. Le premier champ électrique est appliqué comme précédemment pour réaliser la décontamination. Un second champ électrique est également appliqué. Ce second champ électrique est non uniforme avec une divergence en direction de l'électrode de décontamination de manière à obtenir la décontamination de l'électrode 5 par l'électrode additionnelle 6. De cette manière, on empêche de nouveaux contaminants de s'approcher de l'électrode 5 en les concentrant vers l'électrode additionnelle 6. Il est également possible d'avoir un second champ électrique avec une divergence en direction de l'électrode additionnelle. Il est encore possible d'avoir une combinaison de ces deux modes de réalisation comme cela est illustré à la figure 12.
  • Dans ce mode de réalisation, il est préférable d'intégrer des moyens de génération d'un gradient de champ électrique plus important entre les deux électrodes 5 et 6 comparé au champ électrique présent entre l'électrode 5 et la surface de contact à décontaminer du premier plot de contact 3. Cette électrode annulaire 6 additionnelle associée à un gradient de champ électrique plus important permet de concentrer les particules polluantes entre ces deux électrodes 5 et 6. Le dispositif de génération du champ électrique non uniforme comporte l'électrode additionnelle et l'électrode de décontamination et la surface à décontaminer est la surface située entre les deux électrodes 5 et 6.
  • Cette architecture permet également de ne pas imposer un champ électrique décontaminant entre le plot 3 et l'électrode de décontamination 5, par exemple en appliquant le même potentiel sur le plot 3 et l'électrode de décontamination 5. Le champ électrique décontaminant est alors appliqué entre l'électrode de décontamination et l'électrode additionnelle 6.
  • Les molécules contaminantes sont concentrées entre les deux électrodes annulaires 5 et 6 ce qui permet d'obtenir, en plus, un déplacement accru de ces molécules hors du premier plot de contact 3 à cause de la différence de concentration qui existe entre le premier plot de contact 3 et l'électrode 5. En effet, bien que le premier plot 3 ne soit pas soumis au gradient de champ électrique de l'électrode additionnelle 6, il y a appauvrissement en contaminant à proximité du premier plot 3. L'homogénéisation de la concentration en contaminant sur la surface du substrat va se traduire par une décontamination de la surface du premier plot 3. Les meilleurs résultats sont obtenus avec des électrodes annulaires qui forment un barrage autour du premier plot.
  • Dans un mode de réalisation préférentiel, un revêtement anti-adhésif est formé, à la surface du substrat, entre la première zone de contact 3 et les moyens de génération du champ électrique non uniforme, de préférence entre la première zone de contact et l'électrode de décontamination 5. Ce revêtement anti-adhésif peut être obtenu au moyen du dépôt d'un matériau adapté ou au moyen d'un traitement de surface spécifique, par exemple par voie plasma ou par voie liquide. De manière préférentielle, un traitement chimique laissant à la surface un greffage de molécules de Polytétrafluoroéthylène à terminaison silane est utilisé.
  • Le premier plot de contact 3 et le second plot de contact 4 sont formés par un matériau électriquement conducteur, de préférence un matériau métallique. Les électrodes 5 et 6 sont formées par un matériau électriquement conducteur, de préférence un matériau métallique ou par un polymère synthétique comme le polypropylène, le polyéthylène téréphtalate dans le cas des électrets. Il est également possible de former des électrets dans un oxyde de silicium qui est utilisé dans le dispositif. Les électrodes 5 et 6 peuvent également être recouvertes par un matériau isolant.
  • Afin d'obtenir une décontamination maximale du premier plot de contact 3, la surface de contact de ce dernier est au même niveau ou en saillie par rapport à la surface environnante immédiate. De plus, le plan contenant l'électrode annulaire 5 contient également le premier plot de contact 3.
  • Dans un autre mode de réalisation, une autre électrode est également formée à proximité du second plot de contact 4, de préférence autour du second plot de contact 4, afin de faciliter la décontamination de ce dernier. Les différentes variantes de réalisation présentées pour le premier plot de contacts 3 sont utilisables pour le second plot de contact 4.
  • Si le second plot de contact 4 réalise une connexion électrique entre le premier plot de contact 3 et un plot adjacent (non représenté), l'électrode annulaire 5 peut entourer le premier plot de contact ou les deux plots de contact. Il est également envisageable d'utiliser deux électrodes annulaires jointives formant, par exemple un « 8 ».
  • Selon les modes de réalisation, le champ électrique non uniforme peut être obtenu au moyen de la première zone de contact 3 et d'une électrode de décontamination 5 ou au moyen de deux ou plus électrodes de décontamination 5 ou par tout autre technique adaptée.

Claims (17)

  1. Dispositif comportant
    - un substrat muni d'un premier plot de contact (3) avec une zone de contact,
    - un second (4) plot de contact solidaire du substrat (1) et comportant une zone de contact, le second plot (4) se déplaçant par rapport au premier plot de contact (3) entre une position de contact ohmique entre lesdites zones de contact et une autre position,
    dispositif caractérisé en ce qu'il comporte
    - un dispositif de décontamination par application d'un premier champ électrique non uniforme (5, 6) sur au moins une partie de la zone de contact du premier plot (3) au moyen d'une électrode de décontamination (5, 6),
    - un fluide disposé entre le premier plot de contact (3) et l'électrode de décontamination (5), le fluide ayant une première valeur de permittivité diélectrique,
    dispositif dans lequel le dispositif de décontamination et le fluide sont configurés de manière à ce que le premier champ électrique génère sur un contaminant organique, par diélectrophorèse, une force dirigée vers l'électrode de décontamination (5).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première valeur de permittivité diélectrique du fluide est inférieure à la valeur de permittivité diélectrique du contaminant organique, le dispositif de décontamination est configuré de manière à ce que le champ électrique comporte sur la surface de contact de la première zone de contact (3) des lignes de champ électrique convergentes en direction de l'électrode de décontamination (5) avec un gradient de champ électrique croissant en direction de l'électrode de décontamination (5).
  3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'électrode de décontamination (5) comporte au moins une zone en saillie en direction du premier plot de contact (3).
  4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première valeur de permittivité diélectrique du fluide est supérieure à la valeur de permittivité diélectrique du contaminant organique, le dispositif de décontamination est configuré de manière à ce que le champ électrique comporte sur la surface de contact de la première zone de contact (3) des lignes de champ électrique divergentes en direction de l'électrode de décontamination (5) avec un gradient de champ électrique décroissant en direction de l'électrode de décontamination (5).
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'électrode de décontamination (5) est disposée autour de la première zone contact (3).
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'électrode de décontamination (5) comporte une pluralité d'électrodes élémentaires (5a, 5b) connectées électriquement à une première borne d'un circuit de polarisation.
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de décontamination est configuré pour appliquer un deuxième champ électrique non uniforme sur au moins une seconde partie de la zone de contact du premier plot (3) au moyen d'une deuxième électrode de décontamination (5b), un deuxième fluide étant disposé entre le premier plot de contact (3) et la deuxième électrode de décontamination (5), le fluide ayant une deuxième valeur de permittivité diélectrique, le dispositif de décontamination et le deuxième fluide étant configurés de manière à ce que le deuxième champ électrique génère sur le contaminant organique, par diélectrophorèse, une force dirigée vers la deuxième électrode de décontamination (5b).
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de décontamination est configuré pour appliquer un deuxième champ électrique non uniforme sur au moins une partie de l'électrode de décontamination (5a) au moyen d'une deuxième électrode de décontamination (5b), un deuxième fluide étant disposé entre la deuxième électrode de décontamination (5a) et l'électrode de décontamination (5b), le fluide ayant une deuxième valeur de permittivité diélectrique, le dispositif de décontamination et le deuxième fluide étant configurés de manière à ce que le deuxième champ électrique génère sur le contaminant organique, par diélectrophorèse, une force dirigée vers la deuxième électrode de décontamination (5b) pour éloigner le contaminant organique du premier plot de contact (3).
  9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de décontamination est configuré pour appliquer un deuxième champ électrique non uniforme en décalage temporelle par rapport au premier champ électrique non uniforme de manière à décontaminer au moins partiellement le premier plot de contact au moyen de l'électrode de décontamination (5a) puis déplacer les contaminants organiques vers la deuxième électrode de décontamination (5b).
  10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le dispositif de décontamination est configuré pour appliquer un deuxième champ électrique non uniforme plus important que le premier champ électrique non uniforme.
  11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'électrode de décontamination (5) et/ou la deuxième électrode de décontamination (5a, 5b) comporte au moins un électret.
  12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que substrat est recouvert par un revêtement anti-adhésif entre la première zone de contact (3) et l'électrode de décontamination (5).
  13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'électrode de décontamination (5) est formée dans le substrat de manière à ce que la face supérieure de l'électrode de décontamination (5) soit dans le même plan que la surface du substrat.
  14. Dispositif comportant :
    - un substrat muni d'un premier plot de contact (3) avec une zone de contact,
    - un second (4) plot de contact solidaire du substrat (1) et comportant une zone de contact, le second plot (4) se déplaçant par rapport au premier plot de contact (3) entre une position de contact ohmique entre lesdites zones de contact et une autre position,
    dispositif caractérisé en ce qu'il comporte
    - un dispositif de décontamination par application d'un premier champ électrique non uniforme (5, 6) entre une électrode de décontamination (5) et une électrode additionnelle (6), l'électrode de décontamination (5) et l'électrode additionnelle (6) entourant chacune le premier plot de contact (3) de sorte que la premier plot de contact (3) est séparé de l'électrode additionnelle (6) par l'électrode de décontamination (5), le dispositif de décontamination étant configuré de manière à ce que le premier champ électrique comporte des lignes de champ électrique divergentes ou convergentes en direction de l'électrode additionnelle (6) avec un gradient de champ électrique croissant ou décroissant en direction de l'électrode de décontamination (5) le long de la surface du substrat séparant l'électrode de décontamination (5) de l'électrode additionnelle (6).
  15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'électrode de décontamination (5) comporte au moins une zone en saillie en direction de l'électrode additionnelle (6).
  16. Dispositif selon l'une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que l'électrode de décontamination (5) et/ou l'électrode additionnelle (6) sont annulaires.
  17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'électrode de décontamination (5) et/ou l'électrode additionnelle (6) sont discontinues.
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