Brevet FR2963110A1 — publié le 20120127

Procédé pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules, et dispositif pour mettre en oeuvre un tel procédé. La présente invention est relative à un procédé pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules, et à un dispositif pour mettre en oeuvre un tel procédé. Des procédés et dispositifs, tels que la magnétorelaxation, les magnétomètres dits « Fluxgate » ou les magnétomètres dits « SQUID » permettent de mesurer des caractéristiques magnétiques de nanoparticules. Cependant de tels dispositifs ont des capteurs magnétiques de grande dimension et de faible résolution spatiale. En outre, les magnétomètres « SQUID » utilisent un moyen cryogénique. Ces dispositifs sont donc complexes et très couteux. La présente invention a pour but de déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules de manière précise et moins couteuse que les techniques connues. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules, comprenant les étapes suivantes : - fournir un dispositif comprenant un moyen d'excitation pour générer une excitation magnétique H dans un espace de test à une pluralité de pulsations wi, d'indice i, et un capteur magnétique pour mesurer un champ magnétique B dans ledit espace de test, - mesurer à l'aide dudit capteur magnétique pour ladite pluralité de pulsations wi, un champ magnétique à vide Bo en l'absence de nanoparticules dans l'espace de test, et un champ magnétique de test Bl en présence de nanoparticules dans l'espace de test, - déduire une aimantation magnétique mesurée Mm des 2 nanoparticules par : M. = (B1-Bo) /po po étant la perméabilité magnétique du vide, - déterminer des caractéristiques physiques optimales adaptées pour minimiser pour ladite pluralité de pulsations w1, des écarts entre la transformée de Fourier de l'aimantation magnétique mesurée Mm(W1) et une transformée de Fourier d'une aimantation magnétique calculée M(w1), l'aimantation magnétique calculée M étant obtenue pour des nanoparticules soumises à une même excitation magnétique H et dépendant des caractéristiques physiques des nanoparticules. Grâce à ces dispositions, les caractéristiques physiques des nanoparticules sont déterminées par un grand nombre de mesures, de sorte qu'une telle détermination est très précise. En outre, le capteur magnétique utilisé pour faire les mesures de champ magnétique est peu coûteux. Le procédé est peut complexe à mettre en oeuvre et est peu coûteux. Dans divers modes de réalisation du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - l'aimantation magnétique calculée M est obtenue en résolvant une équation différentielle, ladite équation différentielle étant fonction de paramètres et d'une aimantation magnétique d'équilibre Me définie par une fonction d'aimantation Me = f(H) des nanoparticules, lesdits paramètres et ladite fonction magnétique d'équilibre Me étant fonction des caractéristiques physiques des nanoparticules ; - l'aimantation magnétique calculée M est obtenue en résolvant une équation différentielle du premier ordre du type : aM(t) 1 = (~t - 'G (nt) - Me) où . - t est le temps, - i est un temps de relaxation magnétique, - Me est l'aimantation magnétique d'équilibre, défini par une fonction d'aimantation Me = f(H) des nanoparticules ; - l'aimantation magnétique calculée M est obtenue en résolvant une équation différentielle du deuxième ordre du type : r l azM(t) = -(0z (M(t) - M) - 2 .X. aM`tJ at2 0- e at où . - t est le temps, - Cté est une pulsation caractéristique, - a, est un coefficient d'amortissement, - Me est l'aimantation magnétique d'équilibre, définie par une fonction d'aimantation Me = f(H) des 15 nanoparticules ; - l'aimantation magnétique d'équilibre Me est définie par : Me = Ms.L(po.M3.V.H k T B. i où . 20 - MS est un moment magnétique par unité de volume, - V est un volume des nanoparticules, - kB est la constante de Boltzmann, - T est une température des nanoparticules, 25 - L est la fonction de Langevin définie pour tout x par L (x) = cotte (x) -1/x ; - l'aimantation magnétique d'équilibre Me est linéaire et définie par Me = X.H, où x est appelé la susceptibilité magnétique des nanoparticules ; 30 - la susceptibilité magnétique x est déterminée par x = IM(0)I/Ho, où Ho est une amplitude de l'excitation magnétique H, tel que H (t) = Ho. sin (Wt) , et - le temps de relaxation magnétique ti est égal 1/we, we étant une pulsation fréquentielle de coupure pour laquelle M((~ = IM(0)I / h avec 1 . 1 opérateur module d'un nombre complexe ; - l'aimantation magnétique d'équilibre Me est définie par : 2 M _ x.H _ Po.Ms.V .H 3.kB.T où . - x est la susceptibilité magnétique des nanoparticules, - MS est le moment magnétique par unité de volume 10 des nanoparticules, - V est le volume des nanoparticules, - kB est la constante de Boltzmann, - T est la température des nanoparticules ; - l'aimantation magnétique calculée M est égale à : 15 M(t) = x.Ho/sin((~.1)+ cos((~t)~ où - Ho est une amplitude de l'excitation magnétique H, tel que H (t) = Ho. sin (Wt) ; 20 - les caractéristiques physiques des nanoparticules sont choisies parmi la susceptibilité magnétique, la perméabilité magnétique, l'aimantation magnétique à saturation, l'hystérésis magnétique, le temps de relaxation magnétique, le volume, la concentration, la masse et la 25 taille des nanoparticules. L'invention se rapporte également à un dispositif pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules, comprenant : - un moyen d'excitation adapté pour générer une 30 excitation magnétique H dans un espace de test du dispositif à une pluralité de pulsations W1, d'indice i, - un capteur magnétique adapté pour mesurer un champ magnétique B dans l'espace de test, et dans lequel on réalise les étapes suivantes :5 - mesurer à l'aide dudit capteur magnétique pour ladite pluralité de pulsations W1, un champ magnétique à vide Bo en l'absence de nanoparticules dans l'espace de test et un champ magnétique de test Bi en présence de 5 nanoparticules dans l'espace de test, - déduire une aimantation magnétique mesurée Mm des nanoparticules par : Mm = (B1-Bo) / Jo lao étant la perméabilité magnétique du vide, - déterminer des caractéristiques physiques optimales adaptées pour minimiser pour ladite pluralité de pulsations w1, des écarts entre la transformée de Fourier de l'aimantation magnétique mesurée Mm(W1) et une transformée de Fourier d'une aimantation magnétique calculée M(w1), l'aimantation magnétique calculée M étant obtenue pour des nanoparticules soumises à une même excitation magnétique H et dépendant des caractéristiques physiques des nanoparticules. Dans divers modes de réalisation du dispositif selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - le dispositif comprend en outre un moyen de traitement connecté au moyen d'excitation pour piloter l'excitation magnétique H dans l'espace de test et connecté au capteur magnétique, ledit moyen de traitement mettant en oeuvre les étapes pour déterminer les caractéristiques physiques optimales des nanoparticules ; - le moyen d'excitation comprend des bobines de Helmholtz comprenant au moins deux bobines circulaires coaxiales et distantes l'une de l'autre d'une distance prédéterminée dans une direction longitudinale, l'espace de test étant constitué d'un volume situé entre lesdites deux bobines ; - le moyen d'excitation génère l'excitation magnétique 35 H dans une première direction et le capteur magnétique mesure le champ magnétique B dans une deuxième direction 6 sensiblement perpendiculaire à la première direction ; - les caractéristiques physiques des nanoparticules sont choisies parmi la susceptibilité magnétique, la perméabilité magnétique, l'aimantation magnétique à saturation, l'hystérésis magnétique, le temps de relaxation magnétique, le volume, la concentration, la masse et la taille des nanoparticules. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins : - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif selon l'invention, - la figure 2 est un exemple de courbe en fréquence obtenue avec le dispositif de la figure 1 et permettant de déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules, - les figures 3a et 3b représentent des configurations de placement d'un capteur magnétique par rapport à un volume d'échantillon du dispositif de la figure 1, - la figure 4 est un exemple de détermination de concentrations en nanoparticules d'un volume d'échantillon de la figure 3a ou la figure 3b. Sur la figure 1, un dispositif 1 pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules magnétiques est représenté. Les nanoparticules sont des assemblages d'atomes dont au moins une de ses dimensions est de taille nanométrique, c'est-à-dire inférieure à 1000 nm, et de préférence inférieure à 100 nm. Ces nanoparticules peuvent être agglomérées en des ensembles de plus grande dimension. Dans la suite de cette description, il serait fait référence à seulement des nanoparticules par simplicité d'écriture, mais des agglomérats de nanoparticules peuvent également être utilisés. Ces nanoparticules peuvent également être 7 fonctionnalisées, c'est-à-dire des composés chimiques peuvent être liés à ces nanoparticules pour associer une fonction chimique aux nanoparticules. Ce dispositif 1 comprend : - un moyen d'excitation 2 adapté pour générer une excitation magnétique H dans un espace de test 3 du dispositif à une pluralité de pulsations w, avec w = 2nf, f étant une fréquence correspondante d'une pulsation w, - un capteur magnétique 4 adapté pour mesurer un champ magnétique B dans l'espace de test 3, - un moyen de traitement 5 connecté au moyen d'excitation 2 pour piloter l'excitation magnétique H dans l'espace de test 3 et connecté au capteur magnétique 4 pour obtenir dudit capteur magnétique des mesures de champs magnétique. Avantageusement, le moyen d'excitation 2 est adapté pour générer une excitation magnétique H sensiblement homogène dans l'espace de test 3. Dans le mode de réalisation représenté, le moyen d'excitation 2 comprend des bobines de Helmholtz : Au moins deux bobines 2a, 2b, circulaires, coaxiales et distantes l'une de l'autre d'une distance prédéterminée selon une direction longitudinale X sont alimentées par un même courant électrique De telles bobines sont connues pour générer un champ magnétique sensiblement constant et homogène dans la direction longitudinale X entre les deux bobines 2a et 2b. L'espace de test 3 est alors sensiblement constitué du volume situé entre lesdites deux bobines 2a, 2b. Le moyen d'excitation 2 génère donc une excitation magnétique H sensiblement colinéaire à la direction longitudinale X. Dans d'autres modes de réalisation, le moyen d'excitation 2 comprend une unique bobine autour de l'espace de test 3, de forme cylindrique ou non cylindrique. Le moyen d'excitation 2 peut générer une excitation 8 magnétique H du type H(t) = Ho.sin(wt), c'est-à-dire comprenant une seule pulsation W, ou comprenant simultanément une pluralité de pulsations wi, d'indice i. Eventuellement, l'excitation magnétique H est quelconque ou produite par un signal large bande. La pluralité de pulsations wi ont des fréquences fi (fi = wi / 2n) inférieures à 1 MHz, et de préférence inférieure à 10 kHz. Ainsi, le matériel utilisé (capteurs, générateurs d'onde, etc.) est peu coûteux. Le capteur magnétique 4 ou magnétomètre peut être de tout type, notamment à base d'une cellule à effet Hall, d'une magnétorésistance GMR (pour « Giant Magneto-Resistance »), d'une magnéto impédance GMI (pour « Giant Magneto-Impedance »), ou autre. Ce capteur magnétique 4 a une grande sensibilité au champ magnétique. Le capteur magnétique 4 mesure donc un champ magnétique B résultant de l'excitation magnétique H du moyen d'excitation 2, mais également d'une excitation magnétique des nanoparticules magnétiques lorsque celles-ci sont présentes dans l'espace de test 3. Le champ magnétique B mesuré est alors la somme d'une première contribution de l'excitation magnétique H générée par le moyen d'excitation 2 et d'une deuxième contribution de l'excitation magnétique générée par les nanoparticules magnétiques. Plus précisément, l'excitation magnétique générée par les nanoparticules magnétiques est une résultante ou somme de contributions de chaque particule magnétique élémentaire de l'espace de test. Le capteur magnétique 4 ne mesure donc qu'une valeur globale, sorte de moyenne spatiale sur le volume des particules magnétiques. Eventuellement, le capteur magnétique 4 est orienté de telle sorte qu'il mesure un champ magnétique B sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale X, c'est-à-dire selon une direction sensiblement transversale à la direction longitudinale X. Grâce à cette disposition, la contribution de 9 l'excitation magnétique H du moyen d'excitation 2 dans le champ magnétique B mesuré par le capteur magnétique 4 est plus faible (le capteur magnétique ne voyant que faiblement le champ magnétique direct Bo), et la sensibilité du procédé est augmentée. Comme représenté en figures 3a et 3b, les nanoparticules sont contenues dans un volume échantillon 6 qui peut être un récipient, une gélule ou tout autre récipient adapté pour contenir lesdites nanoparticules, tels que des échantillons biologiques. Les nanoparticules sont par exemple dissolues dans un liquide qui rempli ledit volume d'échantillon 6. Avantageusement ce volume d'échantillon 6 est placé sensiblement au centre du moyen d'excitation 2, de telle sorte que l'excitation magnétique H dans le volume d'échantillon 6 inclus dans l'espace de test 3 soit le plus homogène possible. Le volume échantillon 6 génère ou induit un champ magnétique représenté par les lignes de champ 7 sur la 20 figure 3. En outre, le capteur magnétique 4 est avantageusement placé ou positionné dans l'espace de test 3 de telle sorte à avoir sa direction de sensibilité tangente à une ligne de champ 7 du champ magnétique généré par le volume 25 d'échantillon 6. Notamment, le capteur magnétique 4 peut être orienté avec une direction de sensibilité perpendiculaire à la direction longitudinale X et tangente à une ligne de champ 7 du champ magnétique généré par le volume d'échantillon 6. 30 Grâce à cette disposition, la contribution de l'excitation magnétique H du moyen d'excitation 2 dans le champ magnétique B mesuré par le capteur magnétique 4 est nulle, et le capteur magnétique 4 ne mesure que le champ magnétique généré par les nanoparticules magnétiques du 35 volume d'échantillon 6. Le dispositif et le procédé est ainsi plus sensible. 10 Ce dispositif permet de mettre en oeuvre un procédé pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules décrit par les étapes successives ci-dessous . 1) On mesure à l'aide du capteur magnétique 4 pour une pluralité de pulsations w un champ magnétique Bo en l'absence de nanoparticules dans l'espace de test 3 ; 2) On place dans l'espace de test 3, les nanoparticules dont on recherche les caractéristiques physiques; 3) On mesure à l'aide du capteur magnétique 4 pour la même pluralité de pulsations w un champ magnétique Bl en présence des nanoparticules dans l'espace de test 3 ; 4) On déduit une aimantation magnétique mesurée Mm des nanoparticules par le calcul suivant : Mm = (B1-Bo) /po (1) lao étant la perméabilité magnétique du vide, lao = 4n.10-7 kg.m.A-2. s-2 ; et 5) On détermine les caractéristiques physiques optimales des nanoparticules en minimisant pour la pluralité de pulsations w des écarts entre l'aimantation magnétique mesurée Mm et une aimantation magnétique calculée M. En pratique, la comparaison est effectuée dans le domaine fréquentiel, et on calcule les écarts entre une transformée de Fourier de l'aimantation magnétique mesurée Mm(Wi) et une transformee de Fourier d'une aimantation magnétique calculée M(w) . L'aimantation magnétique mesurée Mm correspond à une valeur spatiale moyenne induite par un grand nombre de nanoparticules présent au sein de l'échantillon. Considérant que des aimantations perpendiculaires à la direction de l'excitation magnétique H appliqué s'annulent en moyenne, l'aimantation magnétique mesurée peut être traitée comme une composante scalaire. L'aimantation magnétique calculée M est calculée pour la même excitation magnétique H du moyen d'excitation 2. En outre, elle dépend ou est fonction des caractéristiques physiques des nanoparticules. Ainsi, il est possible de déterminer lesdites caractéristiques physiques optimales. Le capteur magnétique 4 est éventuellement un capteur multiaxe mesurant un champ magnétique B selon plusieurs axes. Alternativement, il est composé d'une pluralité de capteurs mono-axes. Le champ magnétique Bo en l'absence de nanoparticules et le champ magnétique Bl en présence de nanoparticules sont alors des vecteurs comprenant les composantes selon les différents axes. L'équation (1) est vectorielle. L'aimantation magnétique mesurée Mm et l'aimantation magnétique calculée M sont des vecteurs, ainsi que leurs transformées de Fourier. Ainsi, toutes les relations et équations établies dans la présente description peuvent être écrites de manière vectorielle sans que cela ne présente de difficulté. Les notations ci-dessous sont simplifiées pour en aider la lecture. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'aimantation magnétique calculée M peut être obtenue ou calculée en résolvant une équation du premier ordre du type : aM(t) 1 = - (M(t) - Me) (2) at ti où . - t est le temps. - i est un temps de relaxation magnétique, - M(t) est l'aimantation magnétique calculée, - Me est l'aimantation magnétique d'équilibre, définie par une fonction d'aimantation Me = f(H) des nanoparticules. Cette fonction d'aimantation f(H) peut être modélisée à l'aide de grandeurs caractéristiques physiques, qui représentent le comportement magnétique des nanoparticules. 12 Ces caractéristiques physiques sont par exemple, des caractéristiques magnétiques de ces nanoparticules telles que la susceptibilité, la perméabilité, l'aimantation à saturation, l'hystérésis, le temps de relaxation, mais également des caractéristiques physiques d'une manière générale, telles que le volume, la concentration, la masse, la taille des nanoparticules. Des exemples de détermination de ces caractéristiques physiques des nanoparticules seront donnés au cours de la description ci-dessous. Selon une première variante, pour des pulsations w1 de l'excitation magnétique H inférieures à 1/t,l'aimantation magnétique d'équilibre Me des nanoparticules peut être définie par : Me = x.H, (3) où x est une constante appelée la susceptibilité magnétique des nanoparticules. L'aimantation magnétique d'équilibre Me des nanoparticules est une fonction linéaire. L'utilisation d'une telle aimantation magnétique d'équilibre Me est suffisamment précise dans un domaine dans lequel l'excitation magnétique H est d'amplitude Ho faible, de telle sorte que les nanoparticules magnétiques ne sont pas magnétiquement saturées. Selon une deuxième variante, pour des pulsations W1 de l'excitation magnétique H inférieures à 1/i, l'aimantation magnétique d'équilibre Me des nanoparticules peut être définie par : Me = MS.L11o.MS.V.H (4) kB.T / où . - MS est un moment magnétique par unité de volume, - V est un volume des nanoparticules, - kB est la constante de Boltzmann, kB= 1,3806504.10- 23 J.K-1, - T est une température des nanoparticules, 35 en degrés Kelvin, - L est la fonction de Langevin définie, pour tout x par L (x) = cotte (x) -1/x. Selon une troisième variante, pour des pulsations wt de l'excitation magnétique H inférieures à 1/i, si l'excitation magnétique H est d'amplitude Ho faible, l'équation précédente peut être simplifiée (L(x)-x/3) . z Me = x.H = }.1o.Ms.V .H, et (5) 3 .kB.T l'aimantation magnétique d'équilibre Me est à nouveau une fonction linéaire. Dans toutes ces variantes, l'aimantation magnétique d'équilibre Me dépend de caractéristiques physiques des nanoparticules. L'aimantation magnétique calculée M(t), solution de l'équation (2) dépend donc également de ces mêmes caractéristiques physiques des nanoparticules. Nous étudions maintenant la résolution de l'équation (2) pour déterminer l'aimantation magnétique calculée M (t) . Dans le cas d'une aimantation magnétique d'équilibre 20 Me linéaire, l'équation du premier ordre (2) de l'aimantation magnétique M s'écrit : aM(t) 1 = --nt) + x -H(t) (6) at t t Une telle équation a pour solution générale : t M(t) = H(t) et i ti.dt (7) to 25 Pour une excitation magnétique simplement sinusoïdale, du type H (t) = Ho. sin (Wt) de transformée de Fourier H (W) = Ho, cette équation (6) s'écrit : t M(t) = .e t/ `.J Ho. sin(wt).et/ `.dt to qui a pour valeur approchée : 30 M(t) x,Ho sin((t) - wt cos((t) (w-c)2 La transformée de Fourier M(w) de l'aimantation magnétique M(t) permet d'obtenir une courbe fréquentielle (8) de l'aimantation magnétique. Cette transformée de Fourier M(w) de l'aimantation magnétique dépend de la pulsation w et également des caractéristiques physiques des nanoparticules. La transformée de Fourier M(w) de l'aimantation magnétique a approximativement pour module la valeur suivante : IM(w)I x.Ho. 1 11 + (-)z avec 1.1 module d'un nombre complexe, dont la figure 2 est une représentation schématique en échelle logarithmique de la pulsation w. Selon une première variante de résolution de l'équation (2), le procédé utilise la limite à pulsation w nulle (w = wo = 0) du module précédent est égal à IM(0)I = x.Ho = x.H(0), ce qui permet de déterminer la susceptibilité magnétique x des nanoparticules : Ho _ H(0) x = IM(0)I - IM(0)I En outre, pour une pulsation de coupure wo le module vaut M(w x.Ho. , ce qui permet de déterminer le temps de relaxation i des nanoparticules : i = 1/ Oi avec wo pulsation où M(w) = 11401 Un tel procédé utilise le module de la transformée de Fourier de l'aimantation magnétique M(w) pour deux pulsations ; la pulsation nulle wo et la pulsation de coupure wo. Ce procédé est simple à mettre en oeuvre. Selon une deuxième variante de résolution de l'équation (2), le procédé utilise plus de deux pulsations. Pour une pluralité de pulsations w1r i étant un indice, i = 1 à N, N nombre de pulsations, un algorithme d'optimisation peut alors comparer les valeurs complexes des transformés de Fourier M(w1) de l'aimantation magnétique calculée aux valeurs complexes des transformées de Fourier Mm(w1) de l'aimantation magnétique mesurée. (9) L'algorithme minimise les écarts entre ces valeurs pour déterminer des caractéristiques physiques optimales Cops des nanoparticules . I N Cops = min L k(coi) - Mm (wi ) \i-1 où - 0.II est un opérateur mathématique de norme, dont l'opérateur module d'un nombre complexe est un exemple, et - Copt est un vecteur comprenant toutes les caractéristiques physiques recherchées. De nombreux algorithmes d'optimisation sont connus et utilisables pour la présente application : algorithme des moindres carrés ou LMS (pour « Least Mean Square »), algorithme du gradient, algorithme du simplex, Ces algorithmes permettent de rechercher un minimum, et si possible un minimum global d'une fonction objectif, telle que celle donnée ci-dessus. Autrement dit, l'utilisation de tels algorithmes permet de trouver les paramètres (caractéristiques physiques) de la transformée de Fourier de l'aimantation calculée M(w) pour que sa courbe fréquentielle passe au plus proche des valeurs mesurées de la transformée de Fourier de l'aimantation mesurée Mm(W) . Le procédé est alors avantageusement mis en oeuvre par un moyen de traitement 5 qui dispose d'une unité de calcul et de mémoire pour effectuer une telle résolution numérique. Dans le cas d'une aimantation magnétique d'équilibre Me non linéaire, l'équation (2) peut être résolue numériquement par une méthode numérique telle que explicité ci-dessus. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, l'aimantation magnétique calculée M peut être obtenue ou calculée en résolvant une équation (10) du second ordre du type : r l azM(t) _ -co o2. - M) - 2.X. aM`t) at2 0- e at où (Oo est une pulsation caractéristique, a, est un coefficient d'amortissement, et T est le temps. Un tel coefficient d'amortissement a, est lié à une dissipation énergétique par les nanoparticules magnétiques lors du parcours de cycles de l'hystérésis de la fonction d'aimantation f(H) des nanoparticules magnétiques. L'aire de l'hystérésis de cette fonction d'aimantation est liée à la quantité d'énergie dissipée. Cette hystérésis du matériau des nanoparticules magnétiques provient par exemple de déplacements ou de modifications de domaines magnétiques du matériau qui échauffent la matière, et provoquent des pertes. Le reste du procédé et le dispositif sont identiques aux dispositions décrites pour le premier mode de réalisation de l'invention. Selon d'autres modes de réalisation de l'invention, l'aimantation magnétique calculée M peut être obtenue ou calculée en résolvant une équation différentielle quelconque, ayant des paramètres fonctions des caractéristiques physiques des nanoparticules. Une telle équation différentielle est résolue analytiquement ou numériquement pour trouver des valeurs de caractéristiques physiques optimales Colot. Pour tous les modes de réalisation de l'invention, le modèle d'aimantation magnétique calculée M des nanoparticules dépend de caractéristiques physiques des nanoparticules, de sorte qu'il est possible de déterminer les caractéristiques physiques optimales. Comme cité précédemment, ces caractéristiques physiques sont des caractéristiques magnétiques des nanoparticules ou des caractéristiques physiques générales. (10) 17 A titre d'illustration, la figure 4 est une courbe présentant l'aimantation M en fonction de la concentration C en nanoparticules. Les points 10 représentent des échantillons ayant des concentrations en nanoparticules différents. Ces concentrations C sont calculées par C = V/Ve, où - V est le volume des nanoparticules, tel qu'il peut être déterminé par le procédé décrit précédemment et les équations (4) ou (5), - Ve est le volume du volume d'échantillon 6, connu à priori. La droite 11 est une approximation de l'évolution de l'aimantation en fonction de la concentration en nanoparticules. Cette évolution est sensiblement linéaire et proportionnelle. Connaissant la masse volumique des nanoparticules, on peut également déterminer la masse de nanoparticules dans l'échantillon 6. Le procédé et dispositif selon l'invention peuvent avoir de nombreuses applications. Premièrement, ils peuvent être directement utilisés pour la caractérisation de nanoparticules ou agglomérats de nanoparticules magnétiques. Deuxièmement, ils peuvent être utilisés pour déterminer la concentration en médicament d'une solution de nanoparticules fonctionnalisées : Un médicament ou composé de médicament est chimiquement greffé à des nanoparticules magnétiques, de sorte que déterminer la concentration en nanoparticules magnétiques est équivalent à déterminer la concentration en médicament de la solution. Troisièmement, ils peuvent être utilisés pour analyser la cinétique d'une réaction chimique. Par exemple, un polymère est chimiquement greffé à des nanoparticules magnétiques. Lors de la polymérisation du polymère, les chaines de polymères relient rigidement entre elles les 18 nanoparticules magnétiques et temps de relaxation magnétique mesuré change. Grâce à cette mesure de l'évolution du temps de relaxation des nanoparticules, il est possible de suivre l'évolution de la polymérisation du polymère. REVENDICATIONS1. Procédé pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules, 5 comprenant les étapes suivantes : - fournir un dispositif (1) comprenant un moyen d'excitation (2) pour générer une excitation magnétique H dans un espace de test (3) à une pluralité de pulsations W1, d'indice i, et un capteur magnétique (4) 10 pour mesurer un champ magnétique B dans ledit espace de test (3), - mesurer à l'aide dudit capteur magnétique (4) pour ladite pluralité de pulsations W1, un champ magnétique à vide Bo en l'absence de nanoparticules dans l'espace de 15 test, et un champ magnétique de test B1 en présence de nanoparticules dans l'espace de test, - déduire une aimantation magnétique mesurée Mm des nanoparticules par : Mm = (B1-Bo) / Jo 20 lao étant la perméabilité magnétique du vide, - déterminer des caractéristiques physiques optimales adaptées pour minimiser pour ladite pluralité de pulsations w1, des écarts entre la transformée de Fourier de l'aimantation magnétique mesurée Mm(W1) et une transformée 25 de Fourier d'une aimantation magnétique calculée M(Ct)1), l'aimantation magnétique calculée M étant obtenue pour des nanoparticules soumises à une même excitation magnétique H et dépendant des caractéristiques physiques des nanoparticules. 30 20 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'aimantation magnétique calculée M est obtenue en résolvant une équation différentielle, ladite équation différentielle étant fonction de paramètres et d'une aimantation magnétique fonction d'aimantation lesdits paramètres et d'équilibre Me étant physiques des nanoparticules. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel l'aimantation magnétique calculée M est obtenue en résolvant une équation différentielle du premier ordre du type : aM(t) 1 = (~t - 'G (nt) - Me) où . t est le temps, i est un temps de relaxation magnétique, Me est l'aimantation magnétique d'équilibre, définie 20 par une fonction d'aimantation Me = f(H) des nanoparticules. 4. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel l'aimantation magnétique calculée M est 25 obtenue en résolvant une équation différentielle du deuxième ordre du type : azM(t) _ -(t)2 (M(t) - M) - 2 .X. am(t) at2 0- e at où . 30 t est le temps, (00 est une pulstation caractéristique, a, est un coefficient d'amortissement, Me est l'aimantation magnétique d'équilibre, définie par une fonction d'aimantation Me = f(H) des 35 nanoparticules. d'équilibre Me définie par une Me = f(H) des nanoparticules, ladite fonction magnétique fonction des caractéristiques 15 21 5. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel l'aimantation magnétique d'équilibre Me est définie par Me = Ms.L où . (po.M3.V.H k T B. MS est un moment magnétique par unité de volume, V est un volume des nanoparticules, kB est la constante de Boltzmann, T est une température des nanoparticules, L est la fonction de Langevin définie pour tout x par L (x) = cotte (x) -1/x. 6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel l'aimantation magnétique d'équilibre Me est linéaire et définie par Me = X.H, où x est appelé la susceptibilité magnétique des nanoparticules. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel : - la susceptibilité magnétique x est déterminée par x = M(0)I/Ho, où Ho est une amplitude de l'excitation magnétique H, tel que H (t) = Ho. sin (Wt) , et - le temps de relaxation magnétique ti est égal 1/w, we étant une pulsation fréquentielle de coupure pour laquelle 25 M(~O = IM(0)I / h avec 1 . 1 opérateur module d'un nombre complexe. 8. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel l'aimantation magnétique d'équilibre Me est définie 30 par 2 M _ x.H _ Po.Ms.V .H 3.kB.T où . - X est la susceptibilité magnétique des nanoparticules, 22 - MS est le moment magnétique par unité de volume des nanoparticules, - V est le volume des nanoparticules, - kB est la constante de Boltzmann, - T est la température des nanoparticules. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'aimantation magnétique calculée M est égale à . M(t) = x.Ho. (sin(W.t) - wt cos((ot) + (cot )z / où - Ho est une amplitude de l'excitation magnétique H, tel que H (t) = Ho. sin (Wt) . 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les caractéristiques physiques des nanoparticules sont choisies parmi la susceptibilité magnétique, la perméabilité magnétique, l'aimantation magnétique à saturation, l'hystérésis magnétique, le temps de relaxation magnétique, le volume, la concentration, la masse et la taille des nanoparticules. 11. Dispositif (1) pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules, comprenant : - un moyen d'excitation (2) adapté pour générer une excitation magnétique H dans un espace de test (3) du dispositif à une pluralité de pulsations W1, d'indice i, - un capteur magnétique (4) adapté pour mesurer un champ magnétique B dans l'espace de test (3), et dans lequel on réalise les étapes suivantes : - mesurer à l'aide dudit capteur magnétique (4) pour ladite pluralité de pulsations W1, un champ magnétique à vide Bo en l'absence de nanoparticules dans l'espace de test et un champ magnétique de test Bl en présence de 23 nanoparticules dans l'espace de test, - déduire une aimantation magnétique mesurée Mm des nanoparticules par : Mm = (B1-Bo) / Jo po étant la perméabilité magnétique du vide, - déterminer des caractéristiques physiques optimales adaptées pour minimiser pour ladite pluralité de pulsations w1, des écarts entre la transformée de Fourier de l'aimantation magnétique mesurée Mm(W1) et une transformée de Fourier d'une aimantation magnétique calculée M(w1), l'aimantation magnétique calculée M étant obtenue pour des nanoparticules soumises à une même excitation magnétique H et dépendant des caractéristiques physiques des nanoparticules. 12. Dispositif selon la revendication 11, comprenant en outre un moyen de traitement (5) connecté au moyen d'excitation (2) pour piloter l'excitation magnétique H dans l'espace de test et connecté au capteur magnétique (4), ledit moyen de traitement (5) mettant en oeuvre les étapes pour déterminer les caractéristiques physiques optimales des nanoparticules. 13. Dispositif selon la revendication 11 ou la revendication 12, dans lequel le moyen d'excitation (2) comprend des bobines de Helmholtz comprenant au moins deux bobines (2a, 2b) circulaires coaxiales et distantes l'une de l'autre d'une distance prédéterminée dans une direction longitudinale (X), l'espace de test (3) étant constitué d'un volume situé entre lesdites deux bobines (2a, 2b). 14. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 13, dans lequel le moyen d'excitation (2) génère l'excitation magnétique H dans une première direction et le capteur magnétique (4) mesure le champ magnétique B dans une deuxième direction sensiblement perpendiculaire à lapremière direction. 15. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 14, dans lequel les caractéristiques physiques des nanoparticules sont choisies parmi la susceptibilité magnétique, la perméabilité magnétique, l'aimantation magnétique à saturation, l'hystérésis magnétique, le temps de relaxation magnétique, le volume, la concentration, la masse et la taille des nanoparticules. 2410