Brevet FR3009086A1 — publié le 20150130

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE DE LA PHASE D'UNE IMPEDANCE ELECTRIQUE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine de la mesure de la phase d'une impédance électrique. L'invention s'applique notamment à des mesures de bioimpédance et de tomographie par impédance électrique. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Le principe de la mesure d'impédance d'un tissu biologique consiste à appliquer entre deux électrodes un signal d'excitation sous la forme d'une tension u(t) de faible amplitude, typiquement d'amplitude inférieure à 100 mV. Les deux électrodes sont placées sur un échantillon à étudier, par exemple en deux points d'un tissu biologique humain ou animal. La faible amplitude de la tension garantit une réponse linéaire de l'échantillon soumis à cette tension. Cette réponse se traduit par un courant i(t) circulant dans l'échantillon et entre les deux électrodes. Le courant i(t) est caractéristique du milieu entre les électrodes. Ceci se traduit par la loi d'Ohm : u(t) = Z * i(t) (1) 2 0 où Z est l'impédance du milieu entre les électrodes. Alternativement, on peut injecter un signal d'excitation sous la forme d'un courant i(t), et mesurer une tension u(t) résultante. L'impédance Z pour une fréquence f d'un signal d'excitation est définie par un module IZI et un déphasage cl) tels que : 2 5 Z(f) = IZ(f)I* eMf) (2) Le module IZI est défini de la façon suivante : VI = Au(f) (3) Ai(f) avec Au(f) l'amplitude crête à crête de la tension dans l'échantillon et Ai(f) l'amplitude crête à crête du courant circulant dans l'échantillon, où u(f) et i(f) sont des signaux alternatifs à une fréquence f. Dans tout le texte, le terme « amplitude » désigne une amplitude crête à crête. La phase cl) de l'impédance Z est un déphasage entre la tension u(t) et le courant i(t). On parlera de façon équivalente de mesure de déphasage ou de mesure de phase. La Figure 1 illustre les paramètres Au, Ai et cl), à déterminer pour calculer l'impédance Z à une fréquence f prédéterminée. On a illustré sur la Figure 1 le courant i(t), présentant une amplitude Ai, la tension u(t), présentant une amplitude Au, et le déphasage cl) entre la tension u(t) et le courant i(t). L'un des signaux parmi u(t) et i(t) est mesuré sur l'échantillon et correspond à la réponse de l'échantillon au signal d'excitation. L'autre des signaux parmi u(t) et i(t) est le signal d'excitation lui-même. On choisit de préférence des signaux d'excitation de faible amplitude au regard du milieu étudié (par exemple moins de 100 mV ou moins de 100 mA, de préférence moins de 10 mA dans le cas d'un tissu biologique), de façon à ce que la réponse du milieu étudié reste linéaire : le signal d'excitation et le signal de réponse sont des sinusoïdes de même fréquence. On s'intéressera ici plus particulièrement à la mesure du déphasage cl) entre la tension u(t) et le courant i(t). Ce déphasage est celui introduit par l'impédance de l'échantillon. Le déphasage cl) peut être exploité dans le cadre de la tomographie par impédance électrique. On injecte alors un signal d'excitation dans l'échantillon à analyser, et on mesure ensuite une réponse du milieu entre différentes paires d'électrodes, les paires d'électrodes étant définies parmi un jeu d'au moins trois électrodes, par exemple quatre électrodes. On réitère ces mesures pour différentes fréquences du signal d'excitation. A l'aide de ces différentes mesures de Au, Ai et cl), on obtient une représentation du milieu étudié sous la forme d'une cartographie d'impédances. On connaît dans l'art antérieur différentes méthodes de mesure du déphasage cl). On peut par exemple mesurer un temps écoulé entre le passage à zéro de la tension u(t) et le passage à zéro du courant i(t). La figure 2 illustre le principe de cette méthode. Le signal V illustre en fonction du temps t la tension u(t) telle que définie plus haut. On considère que la tension u(t) ne comprend pas de tension d'offset. En d'autres termes, le signal u(t) est centré sur l'axe des abscisses correspondant à une tension continue nulle. Le signal Cl est le signal logique identifiant les passages à zéro de la tension u(t). Le signal Cl vaut 1 lorsque u(t) est supérieur ou égal à la tension nulle. Le signal Cl vaut 0 lorsque u(t) est inférieur à la tension nulle. Le signal I illustre en fonction du temps t le courant i(t) tel que défini plus haut, converti en tension. On considère que le courant i(t) ne comprend pas de courant d'offset. En d'autres termes, le signal i(t) est centré sur l'axe des abscisses correspondant à un courant constant nul. Le signal C2 est le signal logique identifiant les passages à zéro du courant i(t) converti en tension. Le signal C2 vaut 1 lorsque i(t) est supérieur ou égal au courant nul. Le signal C2 vaut 0 lorsque i(t) est inférieur au courant nul. On utilise un compteur piloté par un oscillateur présentant une fréquence d'horloge fh, pour mesurer un temps écoulé Tph entre un passage à 1 (respectivement 0) du signal Cl et un passage à 1 (respectivement 0) correspondant du signal C2. Le compteur détecte des fronts montants (respectivement descendants) du signal Cl et du signal C2. Le passage à 1 (respectivement 0) du signal Cl déclenche le démarrage du compteur, tandis que le passage à 1 (respectivement 0) du signal C2 arrête le comptage. L'intervalle de temps Tph mesuré par le compteur est représentatif du déphasage : un déphasage de 180° correspond à une demi-période du signal d'excitation (la période du signal d'excitation étant égale à la période du signal de réponse). La fréquence d'horloge fh détermine la précision sur la mesure du temps écoulé Tph, et donc sur la mesure du déphasage cl). Si on utilise une fréquence d'horloge fh, la résolution sur la mesure du déphasage cl) fex* pour un signal d'excitation à une fréquence fex est : . fh 360°. Par exemple, pour une fréquence d'horloge de 16 MHz, la résolution est de 2,25° pour une fréquence d'excitation de 100 kHz. La résolution n'est plus que de 22,5° pour une fréquence d'excitation de 1 MHz. Pour assurer une précision de 1° pour une fréquence d'excitation de 1 MHz, il faudrait une fréquence d'horloge à 360 MHz. La consommation énergétique du dispositif de mesure du déphasage serait alors multipliée par 22,5. On voit donc qu'un inconvénient de cette méthode est qu'elle ne permet pas, pour des fréquences du signal d'excitation élevées, d'obtenir à la fois une grande précision de la mesure du déphasage et une faible consommation du dispositif mettant en oeuvre cette mesure de déphasage. On connaît également l'article de P. Kassanos, I. F. Triantis, et A. Demosthenous, «A nove/ front-end for impedance spectroscopy », IEEE Sensors, 2011, p. 327-330. Dans cet article, les auteurs utilisent les signaux Cl et C2 tels que définis ci-avant, en entrée d'une porte logique « ou exclusif » (nommée « porte logique XOR »). La figure 3 illustre les signaux Cl et C2, ainsi que le signal Cl C) C2 en sortie de la porte logique XOR. On voit que le signal Cl C) C2 prend la valeur nulle lorsque Cl et C2 prennent la même valeur (C1=C2=0 ou C1=C2=1). Le signal Cl C) C2 vaut 1 lorsque Cl et C2 prennent des valeurs différentes (C1=1 et C2=0, respectivement C1=0 et C2=1). On voit que la valeur moyenne du signal Cl C) C2 est proportionnelle au décalage temporel entre les signaux Cl et C2, et donc proportionnelle au déphasage cl). Le signal Cl C) C2 en sortie de la porte logique XOR est relié à un condensateur. Le signal Cl C) C2 commande la charge et la décharge du condensateur. La lecture de la tension aux bornes du condensateur, sur un certain temps d'intégration, donne une valeur moyenne du signal Cl C) C2 et donc du déphasage cl). La figure 4 illustre le dispositif mis en oeuvre comprenant deux comparateurs 41, une porte logique XOR 42 et un filtre passe bas 43 comprenant ledit condensateur. La fréquence de coupure du filtre passe-bas doit être choisie très inférieure à la fréquence du signal filtré. En d'autres termes, la fréquence de coupure du filtre passe-bas doit être choisie très inférieure à la fréquence du signal d'excitation. Le principal inconvénient lié à ce dispositif est qu'entre deux valeurs égales à 1 du signal Cl C) C2 le condensateur se décharge et la tension aux bornes de celui-ci diminue, jusqu'à la charge suivante. Cela affecte la précision de la détermination du déphasage. Un autre inconvénient est que lorsque le déphasage est faible, la tension aux bornes du condensateur est faible, ce qui complique la mesure de cette tension. Cette difficulté vient s'ajouter au défaut de précision lié à la décharge du condensateur entre deux périodes de charge. L'objectif de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif pour mesurer la phase d'une impédance électrique d'un échantillon, qui ne présentent pas au moins l'un des inconvénients de l'art antérieur. En particulier, un but de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif qui permettent d'obtenir une grande précision de la mesure de phase. En particulier, un but de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif qui permettent, pour des fréquences du signal d'excitation élevées, d'obtenir à la fois une grande précision de la mesure de la phase et une faible consommation du dispositif mettant en oeuvre cette mesure de phase. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention est définie par un procédé pour mesurer la phase d'une impédance électrique d'un échantillon, dans lequel : - on applique à l'échantillon un signal d'excitation sinusoïdal de fréquence prédéterminée, le signal d'excitation consistant en un courant d'excitation ou une tension d'excitation ; - on mesure un signal de réponse comprenant une tension de réponse si le signal d'excitation est un courant d'excitation, ou un courant de réponse si le signal d'excitation est une tension d'excitation ; - on génère un premier signal logique, en comparant le signal d'excitation et une première valeur de référence ; - on génère un deuxième signal logique, en comparant le signal de réponse et une deuxième valeur de référence ; on combine le premier signal logique et le deuxième signal logique pour obtenir un troisième signal logique représentatif d'un décalage temporel entre le signal d'excitation et le signal de réponse. Selon l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes : on utilise le troisième signal logique pour commander la charge d'un condensateur, par une source de courant continu et de valeur constante, pendant un nombre prédéterminé de périodes du signal d'excitation ; - on mesure la tension aux bornes de ce condensateur, et on en déduit ladite phase. De préférence, la première valeur de référence est égale à la deuxième valeur de référence, elle-même égale à une valeur nulle. Avantageusement : - le premier signal logique est obtenu en comparant une tension dans l'échantillon et la première valeur de référence, la tension dans l'échantillon correspondant à la tension d'excitation ou à la tension de réponse ; - le deuxième signal logique est obtenu en comparant un courant traversant l'échantillon et la deuxième valeur de référence, le courant traversant l'échantillon 2 0 correspondant au courant d'excitation ou au courant de réponse ; Le troisième signal logique peut correspondre à l'inverse logique de la somme du deuxième signal logique avec l'inverse logique du premier signal logique. Selon l'invention, l'étape de mesure de la tension aux bornes du condensateur peut 25 être suivie par les étapes suivantes : décharge du condensateur ; et nouvelle itération de l'étape d'utilisation du troisième signal logique pour commander la charge du condensateur, et de l'étape de mesure de la tension aux bornes du condensateur. 30 L'invention concerne également un dispositif pour mesurer la phase d'une impédance électrique d'un échantillon comprenant : - des moyens pour appliquer à l'échantillon un signal d'excitation sinusoïdal de fréquence prédéterminée, le signal d'excitation consistant en un courant d'excitation ou une tension d'excitation ; - des moyens pour mesurer un signal de réponse comprenant une tension de réponse si le signal d'excitation est un courant d'excitation, ou un courant de réponse si le signal d'excitation est une tension d'excitation ; un premier comparateur recevant en entrée le signal d'excitation, le comparant avec une première valeur de référence, et fournissant en sortie un premier signal logique ; un deuxième comparateur recevant en entrée le signal de réponse, le comparant avec une deuxième valeur de référence, et fournissant en sortie un deuxième signal logique ; - des moyens de combinaison recevant en entrée le premier signal logique et le deuxième signal logique, et fournissant en sortie un troisième signal logique représentatif d'un décalage temporel entre le signal d'excitation et le signal de réponse. Selon l'invention, le dispositif comprend en outre : - un interrupteur principal disposé en série entre une source de courant continu et de valeur constante et un condensateur, et commandé par ledit troisième signal logique ; et - des moyens de mesure de la tension aux bornes du condensateur. Selon un mode de réalisation avantageux : le premier comparateur est relié à la masse, et est adapté à comparer le signal d'excitation avec une valeur nulle ; et le deuxième comparateur est relié à la masse, et est adapté à comparer le signal de réponse avec une valeur nulle. De préférence : - le premier comparateur reçoit en entrée une tension dans l'échantillon, la tension dans l'échantillon correspondant à la tension d'excitation ou à la tension de réponse ; - le deuxième comparateur reçoit en entrée une tension représentative d'un courant traversant l'échantillon, le courant traversant l'échantillon correspondant au courant d'excitation ou au courant de réponse. Les moyens de combinaison peuvent comprendre un inverseur logique disposé en sortie du premier comparateur, et une porte logique NOR recevant en entrée le signal de sortie de l'inverseur logique et le signal de sortie du deuxième comparateur. Le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre : - un interrupteur secondaire agencé pour décharger le condensateur lorsqu'il est fermé ; - un compteur agencé pour compter un nombre de périodes du signal d'excitation ; et - des moyens de commande agencés pour commander l'ouverture de l'interrupteur principal et la fermeture de l'interrupteur secondaire après un nombre prédéterminé desdites périodes, puis l'ouverture de l'interrupteur secondaire et la fermeture de l'interrupteur principal une fois que le condensateur est déchargé. L'invention concerne également un appareil portatif de mesure d'une impédance électrique d'un tissu humain ou animal, comprenant un dispositif selon l'invention. L'invention concerne aussi un appareil portatif de tomographie par impédance électrique d'un tissu humain ou animal, comprenant un dispositif selon l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la Figure 1 illustre les paramètres à déterminer pour calculer une impédance électrique Z ; la Figure 2 illustre des signaux de tension générés dans un premier dispositif selon l'art antérieur ; la Figure 3 illustre des signaux de tension générés dans un second dispositif selon l'art antérieur ; - la Figure 4 illustre de façon schématique le second dispositif selon l'art antérieur ; la Figure 5 illustre de façon schématique un échantillon et un dispositif selon l'invention, pour mesurer la phase d'une impédance électrique de l'échantillon ; la Figure 6 illustre des signaux de tension générés dans un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; - la Figure 7 illustre de façon schématique ce premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; - la Figure 8 illustre de façon schématique une première variante du premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; - la Figure 9 illustre de façon schématique une deuxième variante du premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention ; - la Figure 10 illustre de façon schématique un deuxième mode de réalisation 2 0 du dispositif selon l'invention ; la Figure 11 illustre les performances d'un dispositif selon l'invention ; et la Figure 12 illustre un appareil portatif de mesure selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS 25 On va tout d'abord décrire, en référence à la Figure 5 et de façon schématique, un dispositif 50 de mesure de phase selon l'invention. Le dispositif 50 comprend au moins deux électrodes 51, permettant d'injecter un courant sinusoïdal i(t) dans un échantillon 52. Le courant i(t) est un signal d'excitation. Il traverse l'échantillon entre deux points, d'une électrode à l'autre. Le courant i(t) est fourni par une source 54 émettant un signal sinusoïdal de fréquence connue. Le signal i(t) peut être déterminé par une mesure du courant à la sortie de la source 54, ou par une mesure du courant après traversée de l'échantillon. Les deux électrodes 51 permettent également de mesurer la tension sinusoïdale u(t) entre deux points de l'échantillon 52. La tension u(t) est un signal de réponse. Elle présente la même fréquence f que celle du signal d'excitation puisque le milieu est supposé linéaire. Les deux électrodes 51 sont reliées à une unité de mesure 55, qui calcule la phase de l'impédance électrique Z de l'échantillon entre ces deux points. On peut prévoir deux paires d'électrodes : une paire d'électrodes d'injection, pour injecter un signal dans l'échantillon, et une paire d'électrodes de mesure, pour mesurer un signal de réponse de l'échantillon. Le dispositif 50 peut comprendre au moins trois électrodes, dans le cadre d'une tomographie par impédance électrique. Dans une variante non représentée, la source sinusoïdale impose une tension u(t) entre deux points de l'échantillon 52. La tension u(t) est alors un signal d'excitation. Ce signal u(t) peut être déterminé par une mesure de la tension à la sortie de la source 54, ou par une mesure de la tension entre deux points de l'échantillon. On mesure le courant i(t) traversant l'échantillon 52 entre les deux électrodes. Le courant i(t) forme alors un signal de réponse. Selon l'invention, on applique à l'échantillon 52 un signal d'excitation sinusoïdal u(t) respectivement i(t), de fréquence prédéterminée. Les moyens pour appliquer à l'échantillon 52 ce signal d'excitation comprennent la paire d'électrodes 51. Ensuite, on mesure un signal de réponse i(t) respectivement u(t) à l'aide des deux électrodes 51. La tension u(t) et le courant i(t) ne comprennent pas d'offset. En d'autres termes, le signal u(t) est centré sur l'axe des abscisses correspondant à une tension continue nulle et le signal i(t) est centré sur l'axe des abscisses correspondant à un courant continu nul. On peut prévoir une étape de filtrage pour ne conserver que la composante alternative des signaux u(t) et i(t). Le procédé selon l'invention comprend ensuite les étapes suivantes, mises en oeuvre par l'unité de mesure 55 : - on génère un premier signal logique, en comparant le signal d'excitation et une première valeur de référence ; - on génère un deuxième signal logique, en comparant le signal de réponse et une deuxième valeur de référence ; - on combine le premier signal logique et le deuxième signal logique pour obtenir un troisième signal logique représentatif d'un décalage temporel entre le signal d'excitation et le signal de réponse ; - on utilise le troisième signal logique pour commander la charge d'un condensateur, par une source de courant continu et de valeur constante, pendant un nombre prédéterminé de périodes du signal d'excitation ; et - on mesure la tension aux bornes de ce condensateur, et on en déduit la phase de l'impédance de l'échantillon 52. La Figure 7 permettra d'illustrer plus précisément les moyens pour mettre en oeuvre ces étapes du procédé selon l'invention, c'est-à-dire un premier mode de réalisation de dispositif 100 selon l'invention. La Figure 6 illustre des signaux logiques générés dans ce premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Pour des raisons de lisibilité de la Figure 7, les moyens pour appliquer un signal d'excitation et les moyens pour mesurer un signal de réponse ne sont pas représentés. On a directement représenté une voie recevant la tension u(t) et une voie recevant le courant i(t). Un premier comparateur 71 compare le signal u(t) avec une première valeur de référence. La première valeur de référence correspond à une tension constante, ici la tension nulle. Ainsi, le premier comparateur 71 reçoit en entrée le signal u(t), et une première valeur de référence, ici une tension nulle correspondant à la masse. On obtient en sortie du premier comparateur un premier signal logique, dit signal Cl. Le signal Cl présente la même fréquence que le signal d'excitation. Le signal Cl prend ici une valeur positive (égale à l'unité) lorsque u(t) est supérieur ou égal à zéro, et une valeur nulle lorsque u(t) est inférieur à zéro. Un deuxième comparateur 72 compare le signal représentant le courant i(t), converti en tension, avec une deuxième valeur de référence. La deuxième valeur de référence correspond à une tension constante, ici la tension nulle. Ainsi, le deuxième comparateur 72 reçoit en pratique le signal i(t) converti en tension, et une valeur de référence, ici une tension nulle correspondant à la masse. On obtient en sortie du deuxième comparateur un deuxième signal logique, dit signal C2. Le signal C2 présente la même fréquence que le signal d'excitation. Le signal C2 prend ici une valeur positive (égale à l'unité) lorsque i(t) est supérieur ou égal à zéro, et une valeur nulle lorsque i(t) est inférieur à zéro. Selon l'invention, la première valeur de référence n'est pas forcément égale à la deuxième valeur de référence, et ces valeurs de référence ne sont pas forcément égales à la valeur nulle. Néanmoins, des valeurs de référence nulles facilitent la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, en particulier lorsqu'on ignore les valeurs extrêmes de chacun des signaux à comparer, centrés sur la valeur nulle car sans offset. Si l'on connaît les valeurs extrêmes de chacun des signaux à comparer, on peut par exemple choisir les valeurs de référence de façon que leur rapport soit égal au rapport des amplitudes crête- à-crête de chacun des signaux à comparer, centrés sur la valeur nulle. Ensuite, les signaux Cl et C2 sont combinés pour former un troisième signal logique, représentatif du décalage temporel Tph entre les signaux Cl et C2. Dans l'exemple représenté sur les Figures 6 et 7, on combine les signaux Cl et C2 pour former un signal Cl + C2. Ce signal présente la même fréquence que le signal d'excitation. Le signal Cl est l'inverse logique du signal Cl. Pour générer le signal C1, on utilise un inverseur logique 73 disposé en sortie du premier comparateur 71. Pour former ensuite le signal Cl + C2, on utilise une porte logique NOR 74 recevant en entrée le signal Cl et le signal C2. Le signal Cl + C2 est désigné par la référence numérique 65. Le signal 65 prend ici une valeur positive (égale à l'unité) lorsque le signal Cl est positif et le signal C2 est nul. Dans tous les autres cas, le signal 65 prend la valeur nulle. Ainsi, pour chaque période correspondant à la fréquence du signal d'excitation, le signal 65 prend une valeur nulle excepté pendant une durée correspondant au décalage temporel entre les signaux Cl et C2, ce décalage étant égal au décalage temporel entre la tension u(t) et le courant i(t). Dans la suite, la période correspondant à la fréquence du signal d'excitation est nommée période du signal d'excitation. L'idée à la base de l'invention est de générer un signal logique prenant la valeur 1 ou 0, uniquement pendant une durée représentative du décalage temporel Tph entre le signal d'excitation et le signal de réponse, et d'exploiter ce signal de façon à déterminer un déphasage entre u(t) et i(t), tout en mettant en oeuvre un circuit peu consommateur d'énergie. On pourra prévoir de nombreuses variantes permettant d'obtenir un tel signal. Selon un mode moins préféré, on génère, à l'aide d'une porte OU exclusif (XOR), un signal logique prenant la valeur 1 pendant une durée égale à deux fois le décalage temporel Tph, pendant une période du signal l'excitation. L'homme du métier saura aisément déterminer le lien de proportionnalité entre le décalage temporel entre les signaux Cl et C2, et le décalage temporel entre le signal d'excitation et le signal de réponse, à partir des valeurs de référence choisies, et le cas échéant des valeurs maximales et minimales des signaux de tension correspondant au signal de référence et au signal de réponse. Selon l'invention, le signal 65 est utilisé pour commander la charge d'un condensateur 75 par une source de courant continu et constant à la valeur Icon' et pendant un nombre prédéterminé de périodes du signal d'excitation de fréquence prédéterminée. Pour cela, on utilise un interrupteur 76 disposé entre la source de courant constant 77, et le condensateur 75. L'ouverture et la fermeture de l'interrupteur 76, dit interrupteur principal, sont commandées par le signal 65. Lorsque le signal 65 prend la valeur nulle, l'interrupteur 76 est ouvert. Lorsque le signal 65 prend la valeur égale à l'unité, l'interrupteur 76 est fermé et le condensateur 75 est partiellement chargé par la source de courant constant 77. De façon générale, l'idée à la base de l'invention est que le condensateur se charge uniquement lorsque le signal logique 65 prend l'une des deux valeurs qu'il peut prendre. Au bout d'un nombre prédéterminé de périodes du signal d'excitation la tension aux bornes du condensateur 75 est remise zéro. Ici le condensateur 75 se charge uniquement lorsque le signal 65 prend la valeur 1, la tension aux bornes du condensateur dépendant alors du rapport de durée entre la période du signal 65 et la durée pendant laquelle le signal 65 prend la valeur 1. Ce rapport de durée correspond au rapport entre la période du signal d'excitation, et le décalage temporel entre la tension u(t) et le courant i(t). Ainsi, connaissant le nombre de périodes du signal d'excitation écoulées, on relie facilement la tension aux bornes de l'interrupteur au déphasage cl) entre la tension u(t) et le courant i(t). On note que le déphasage cl) est calculé pour une fréquence donnée du signal d'excitation. On note que la présence de la source de courant 77 permet de maîtriser la charge du condensateur 75 lorsque l'interrupteur 76 est fermé. De plus, l'ouverture de l'interrupteur 76 entre deux charges consécutives du condensateur 75 permet d'éviter une décharge du condensateur. L'utilisation combinée de la source de courant 77 et de l'interrupteur 76 permet d'accumuler une charge, aux bornes du condensateur 75, correspondant précisément au cumul du déphasage cl) pour le nombre de périodes du signal d'excitation écoulées. Le déphasage cl) pour une période est obtenu en considérant la tension U, mesurée aux bornes du condensateur, et le nombre p de périodes écoulées comme détaillé ci-dessous. On a représenté sur la Figure 7 un graphique illustrant la tension U, aux bornes du condensateur 75 en fonction du temps t. La courbe 79 correspondant à la tension U, en fonction du temps t est une droite. On pourra relever qu'il s'agit là d'une approximation, et qu'elle peut en fait être formée d'une succession de paliers pour lesquels U, est une constante (interrupteur 76 ouvert), et de paliers pour lesquels U, augmente linéairement (interrupteur 76 fermé). Ces paliers correspondent à la succession de valeurs nulles et positives du signal 65. Dans l'exemple représenté sur la Figure 7, la tension Uc(T1), à un instant T1, en supposant que le condensateur 75 est initialement déchargé vaut : Uc(T1)=1 Cns * Tph*p (4) où Irons est la valeur du courant émis par la source de courant 77 ; C est la capacité du condensateur 75 ; p est le nombre de périodes du signal d'excitation, écoulées pendant le temps T1; Tph est le décalage temporel moyen entre la tension u(t) et le courant i(t) sur le nombre de périodes écoulées (ce décalage étant ici égal au décalage temporel entre les signaux Cl et C2). On peut adapter la formule (4) en fonction du signal logique 65 généré. Par exemple si le signal logique prend la valeur 1 pendant une durée égale à deux fois la durée Tph, on ajoute un facteur 1/2. Connaissant p, on retrouve donc facilement Tph. Puis connaissant Tph, on retrouve le déphasage cl), sachant qu'un décalage d'une demi-période du signal d'excitation correspond à un déphasage de 180° (n). On obtient typiquement une précision de 1° sur la mesure du déphasage cl). Le cumul du déphasage, sur plusieurs périodes du signal d'excitation, effectue une moyenne des mesures de décalage temporel, ce qui réduit la sensibilité au bruit du dispositif et du procédé selon l'invention. Sur la Figure 7, la mesure de la tension Uc aux bornes du condensateur est réalisée à l'aide du voltmètre 78 branché en série sur le condensateur. On attend typiquement plus de 10 voire 100 ou 1000 périodes du signal d'excitation avant de mesurer la tension aux bornes du condensateur 75. Le fait de cumuler la tension aux bornes du condensateur, sur plusieurs périodes, permet une lecture plus aisée de la tension résultante, cette dernière étant plus élevée. Le condensateur 75 est choisi de façon à ce que la tension à ses bornes puisse augmenter linéairement pendant toute la durée correspondant à ce nombre de périodes du signal d'excitation. Par exemple : la fréquence du signal d'excitation vaut 1 MHz, soit une période du signal d'excitation de 1 us ; la capacité du condensateur vaut 1 nF ; et le courant constant vaut 10 u.A. Un déphasage de 1° correspond donc à un décalage temporel de 2,77 ns. En intégrant sur 1000 périodes du signal d'excitation, la tension U, aux bornes du condensateur 75 vaudra donc U,=27,7 mV. On peut prévoir des moyens de traitement (non représentés sur la Figure 7) recevant en entrée la tension aux bornes du condensateur, et fournissant en sortie le déphasage cl) entre la tension u(t) et le courant i(t). Ces moyens de traitement peuvent également permettre de piloter l'ensemble des composants, en particulier l'interrupteur 76. Ces moyens de traitement peuvent comprendre un circuit électronique numérique ou analogique, de préférence dédié, associé à un microprocesseur et/ou un ordinateur. On peut par exemple utiliser un microcontrôleur basse consommation pour réaliser lesdits moyens de traitement. Un microcontrôleur est un circuit intégré qui rassemble les éléments essentiels d'un ordinateur tels que : processeur, mémoires (mémoire morte pour stocker des moyens logiciels, mémoire vive pour stocker des données d'entrée et sortie des moyens logiciels), unités périphériques et interfaces d'entrées-sorties. Les unités périphériques sont pilotées par les moyens logiciels, de façon à réaliser les fonctions voulues. Ce microcontrôleur calcule alors le déphasage cl), et pilote l'ensemble des interactions entre les différents composants formant le dispositif 100 selon l'invention. Le microcontrôleur est par exemple de type MSP 430 (Texas Instrument ®), connu pour sa faible consommation et son aptitude à équiper des circuits embarqués avec une contrainte de consommation (de l'ordre de 10 mW). On voit donc que, par rapport à l'art antérieur, le procédé et le dispositif selon l'invention permettent de s'affranchir d'un compteur piloté par un oscillateur présentant une fréquence d'horloge fh, et mesurant un temps écoulé Tph entre un passage à zéro de la tension u(t) et un passage à zéro du courant i(t). Il n'est donc pas nécessaire de prévoir un compteur présentant une fréquence d'horloge particulièrement élevée, même pour une mesure de phase à une fréquence du signal d'excitation élevée (typiquement supérieure à 10 kHz). Le procédé et le dispositif selon l'invention utilisent des composants peu onéreux et qui ne nécessitent pas une grande consommation d'énergie, quelle que soit la fréquence du signal d'excitation. Grâce à l'utilisation d'une source de courant annexe pour charger le condensateur, et d'un interrupteur qui isole le condensateur du circuit lorsque le condensateur n'est pas en charge, on évite un phénomène de décharge incontrôlée du condensateur qui viendrait entacher la précision du lien entre la tension aux bornes du condensateur et le déphasage. En outre, l'utilisation d'une source de courant annexe pour charger le condensateur permet d'obtenir aux bornes du condensateur des valeurs de tension facilement mesurables. L'invention offre donc un procédé et un dispositif permettant d'obtenir à la fois une grande précision de la mesure de phase et une faible consommation du dispositif mettant en oeuvre cette mesure de phase. L'invention peut typiquement être mise en oeuvre à l'aide d'un simple microcontrôleur de faible consommation énergétique. En outre, la mesure de phase est basée sur une charge d'un condensateur et une mesure de tension aux bornes de ce condensateur. Il n'est pas nécessaire d'adapter les composants du dispositif mettant en oeuvre cette mesure, en fonction de la fréquence du signal d'excitation. L'invention offre donc un procédé et un dispositif adaptés à des mesures de phase sur de larges plages de fréquences du signal d'excitation. Le procédé et le dispositif permettent également une mise en oeuvre très simple et pour un faible encombrement. La Figure 8 illustre de façon schématique une première variante du dispositif 100 de la Figure 7. La Figure 8 ne sera décrite que pour ses différences relativement à la Figure 7. Sur la Figure 8, on a représenté la source 80 fournissant le signal d'excitation sinusoïdal. Dans l'exemple de la Figure 8, le signal d'excitation est un courant i(t). L'impédance Z symbolise le milieu étudié. On souhaite mesurer cette impédance, en particulier sa phase. Des moyens de mesure de tension 81 permettent de mesurer le signal de réponse formé par la tension aux bornes de l'impédance Z. Ces moyens de mesure de tension 81 sont réalisés ici par un circuit comparateur recevant en entrée le potentiel à l'une des bornes de l'impédance Z, et le potentiel à l'autre des bornes de l'impédance Z. La sortie de ces moyens de mesure de tension est le signal u(t), qui est envoyé vers le premier comparateur 71. Des moyens de mesure de courant 82 permettent de mesurer le signal d'excitation i(t) envoyé à l'impédance Z. Ces moyens de mesure de courant 82 sont réalisés ici par un circuit convertisseur de courant recevant en entrée le courant i(t) après traversée de l'impédance Z, et fournissant en sortie une tension proportionnelle à ce courant. On nomme également « convertisseur à trans-impédance » ce circuit convertisseur de courant. La sortie de ces moyens de conversion est le signal i(t) converti en tension, qui est envoyé vers le deuxième comparateur 72. Le voltmètre 78 de la Figure 7 est remplacé par un convertisseur analogique numérique 83 relevant la tension en entrée du condensateur 75. Ce convertisseur analogique numérique est relié aux moyens de traitement 84 recevant en entrée la tension aux bornes du condensateur, et fournissant en sortie le déphasage cl) entre la tension u(t) et le courant i(t). La liaison entre le convertisseur analogique numérique 83 et les moyens de traitement 84 est une liaison numérique, par exemple de type SPI (pour l'anglais « Serial Peripheral Interface »). La Figure 9 illustre de façon schématique une deuxième variante du dispositif 100 de la Figure 8. La Figure 9 ne sera décrite que pour ses différences relativement à la Figure 8. Dans l'exemple de la Figure 9, le signal d'excitation est une tension u(t). On mesure le signal de réponse i(t) à l'aide du convertisseur courant-tension 82 tel que décrit précédemment. On utilise la tension u(t) directement en sortie de la source 80, et non la tension aux bornes de l'impédance Z. La source 80 est donc reliée à la fois à l'impédance Z et à l'entrée du premier comparateur 71. Sur la Figure 9, l'interrupteur principal 76 est représenté fermé. Le dispositif 100 comprend un interrupteur secondaire 91 permettant de décharger le condensateur 75 lorsque l'interrupteur secondaire 91 passe de l'état ouvert à l'état fermé. Le dispositif 100 comprend également un compteur 92 permettant de compter un nombre de périodes du signal d'excitation. Le compteur 92 compte par exemple un nombre d'impulsions hautes du signal 65. Lorsqu'un nombre prédéterminé de périodes du signal d'excitation est atteint : - l'interrupteur principal 76 est ouvert, de façon à arrêter la charge du condensateur 75 ; la tension aux bornes du condensateur 75 est lue par le convertisseur analogique-numérique 83 ; puis - l'interrupteur secondaire 91 est fermé, de façon à décharger le condensateur 75. On peut ensuite réitérer le procédé selon l'invention, en mettant le compteur 92 à zéro, ouvrant l'interrupteur secondaire 91 puis fermant l'interrupteur principal 76. Ce procédé est mis en oeuvre grâce à des moyens de commande de l'interrupteur secondaire et de l'interrupteur principal, recevant en entrée un signal fourni par le compteur 92. Ces moyens de commande sont ici intégrés aux moyens de traitement 84. Pour des raisons de lisibilité de la Figure, on n'a pas représenté le lien entre les moyens de traitement 84 et le compteur 92, l'interrupteur secondaire 91 et l'interrupteur principal 76. Les moyens de traitement 84 commandent également la fréquence du signal d'excitation. Cette commande est symbolisée sur la Figure 9 par la flèche 93. On peut ainsi faire varier la fréquence du signal d'excitation sur une plage allant de 0,1 Hz à 1 MHz. Le procédé selon l'invention est alors mis en oeuvre successivement pour plusieurs fréquences du signal d'excitation, par exemple deux par décade. On peut prévoir toutes les plages de fréquences désirées, même des fréquences allant au-delà de 1 MHz. De préférence, la fréquence du signal d'excitation est supérieure à 10 kHz. En effet, l'expérience montre que pour des faibles fréquences, la durée de mise en oeuvre de l'invention peut se révéler trop importante. Ainsi, l'invention est particulièrement adaptée à des fréquences élevées, typiquement supérieures à 10 kHz. La Figure 10 illustre de manière schématique un deuxième mode de réalisation du dispositif 200 selon l'invention. La Figure 10 n'est utilisée que pour illustrer un exemple d'interface analogique-numérique dans un dispositif selon l'invention. Le dispositif 200 selon l'invention comprend une connectique blindée 201 pour injecter un signal d'excitation 202 et recevoir un signal de mesure 203. Un module de mesure 204 fait l'interface entre : une zone analogique 205, du côté des signaux d'excitation et de mesure ; et une zone numérique 206, du côté d'un module de contrôle et acquisition des données 207. Le module de mesure 204 reçoit l'ensemble des composants électroniques selon l'invention, notamment des comparateurs, un condensateur, au moins un interrupteur, une source, un convertisseur analogique-numérique. Le module de contrôle et acquisition des données 207 correspond aux moyens de traitement tels que décrits précédemment. Il pilote l'ensemble des composants électroniques du dispositif selon l'invention. Il est relié au module de mesure 204 par une liaison numérique de type SPI.30 L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations et variantes décrits en référence aux figures. Par exemple, on pourra prévoir que le signal d'excitation est un courant i(t), mesuré directement en sortie de la source, et le signal de mesure est une tension u(t) mesurée aux bornes de l'impédance Z. On pourra prévoir que le condensateur est chargé par la source de courant constant pour la valeur nulle du troisième signal logique. On pourra également prévoir de combiner le dispositif selon l'invention avec un dispositif selon l'art antérieur tel que décrit en introduction et utilisant un compteur pour mesurer directement le décalage temporel entre le signal d'excitation et le signal de mesure. Dans ce cas : - le dispositif selon l'art antérieur sera utilisé pour les faibles fréquences du signal d'excitation (par exemple inférieures à 50 kHz, ce qui correspond à une résolution de 1,12° pour une fréquence d'horloge du compteur de 16 MHz) ; - le dispositif selon l'invention sera utilisé pour les hautes fréquences du signal d'excitation (par exemple supérieures à 50 kHz) ; et - les moyens de traitement commandent l'utilisation de l'un ou l'autre dispositif en fonction de la commande de fréquence du signal d'excitation envoyée à la source. La Figure 11 illustre les performances du procédé et du dispositif selon l'invention. Il s'agit d'un diagramme de Bode issu de la mesure d'impédance d'un circuit RC, où R = 200 S2 et C= 470 nF. L'axe des abscisses correspond à une fréquence en Hz, représentée en échelle logarithmique. L'axe des ordonnées correspond à une phase en degrés. La courbe 111 est obtenue par interpolation des points de mesure, les mesures étant réalisées à 1Hz, 10 Hz, 100 Hz, 1 kHz, 10 kHz, 100 kHz, 1 MHz. Le procédé selon l'invention a été mis en oeuvre pour les mesures à 10 kHz, 100 kHz, 1 MHz. Pour les fréquences comprises entre 1 Hz et 10 kHz exclu, on a utilisé une méthode l'art antérieur. La courbe 112 est la courbe théorique représentant la phase de ce circuit en fonction de la fréquence du signal d'excitation. On voit que l'invention offre des résultats très satisfaisants, puisque la courbe 111 représentant les phases mesurées est très proche de la courbe 112 représentant les valeurs théoriques de phase. Une application particulièrement avantageuse de l'invention est celle des dispositifs embarqués ou implantés, de mesure de la bio-impédance. La Figure 12 illustre un appareil portatif 120 de mesure d'une impédance électrique d'un tissu humain ou animal. Ici, le tissu étudié est un tissu humain situé au niveau du bras d'un patient 122. L'appareil portatif regroupe en particulier un dispositif 100 selon l'invention, et un dispositif 121 de mesure du module de l'impédance électrique. La phase et le module sont combinés au sein de l'appareil portatif, de façon à fournir l'impédance électrique. En variante, l'appareil portatif 120 permet de réaliser une tomographie par impédance électrique d'un tissu humain ou animal. REVENDICATIONS1. Procédé pour mesurer la phase (ck) d'une impédance électrique (Z) d'un échantillon (52), dans lequel : on applique à l'échantillon (52) un signal d'excitation sinusoïdal de fréquence prédéterminée, le signal d'excitation consistant en un courant d'excitation ou une tension d'excitation ; on mesure un signal de réponse comprenant une tension de réponse si le signal d'excitation est un courant d'excitation, ou un courant de réponse si le signal d'excitation est une tension d'excitation ; on génère un premier signal logique (Cl), en comparant le signal d'excitation (i(t) ; u(t)) et une première valeur de référence ; on génère un deuxième signal logique (C2), en comparant le signal de réponse (u(t) ; u(i)) et une deuxième valeur de référence ; on combine le premier signal logique (Cl) et le deuxième signal logique (C2) pour obtenir un troisième signal logique (65 ; Cl + C2) représentatif d'un décalage temporel (Tph) entre le signal d'excitation et le signal de réponse ; caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - on utilise le troisième signal logique (65 ; Cl + C2) pour commander la charge d'un condensateur (75), par une source de courant continu et de valeur constante (77), pendant un nombre prédéterminé de périodes du signal d'excitation (202) ; on mesure la tension (Ut) aux bornes de ce condensateur (75), et on en déduit ladite phase (c1)). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première valeur de référence est égale à la deuxième valeur de référence, elle-même égale à une valeur nulle. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que : - le premier signal logique (Cl) est obtenu en comparant une tension dans l'échantillon (u(t)) et la première valeur de référence, la tension dans l'échantillon correspondant à la tension d'excitation ou à la tension de réponse ; - le deuxième signal logique (C2) est obtenu en comparant un courant (i(t)) traversant l'échantillon et la deuxième valeur de référence, le courant traversant l'échantillon correspondant au courant d'excitation ou au courant de réponse ; 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le troisième signal logique (65 ; Cl + C2) correspond à l'inverse logique de la somme du deuxième signal logique avec l'inverse logique du premier signal logique. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étape de mesure de la tension aux bornes du condensateur (75) est suivie par les étapes suivantes : - décharge du condensateur (75) ; et - nouvelle itération de l'étape d'utilisation du troisième signal logique (65 ; Cl + C2) pour commander la charge du condensateur, et de l'étape de mesure de la 2 0 tension aux bornes du condensateur. 6. Dispositif (50; 100; 200) pour mesurer la phase (cl)) d'une impédance électrique (Z) d'un échantillon (52) comprenant : des moyens (51; 201) pour appliquer à l'échantillon un signal d'excitation 25 sinusoïdal (202) de fréquence prédéterminée, le signal d'excitation consistant en un courant d'excitation ou une tension d'excitation ; - des moyens (51 ; 201) pour mesurer un signal de réponse comprenant une tension de réponse si le signal d'excitation est un courant d'excitation, ou un courant de réponse si le signal d'excitation est une tension d'excitation ;un premier comparateur (71) recevant en entrée le signal d'excitation (i(t) ; u(t)), le comparant avec une première valeur de référence, et fournissant en sortie un premier signal logique (C1) ; un deuxième comparateur (72) recevant en entrée le signal de réponse (u(t) ; u(i)), le comparant avec une deuxième valeur de référence, et fournissant en sortie un deuxième signal logique (C2) ; des moyens de combinaison (73, 74) recevant en entrée le premier signal logique (C1) et le deuxième signal logique (C2), et fournissant en sortie un troisième signal logique (65 ; Cl + C2) représentatif d'un décalage temporel (Tph) entre le signal d'excitation et le signal de réponse ; caractérisé en ce qu'il comprend en outre : un interrupteur principal (76) disposé en série entre une source (77) de courant continu et de valeur constante et un condensateur (75), et commandé par ledit troisième signal logique (65 ; Cl + C2) ; et - des moyens de mesure (78 ; 83) de la tension aux bornes du condensateur (75). 7. Dispositif (50 ; 100 ; 200) selon la revendication 6, caractérisé en ce que : le premier comparateur (71) est relié à la masse, et est adapté à comparer le signal d'excitation (u(t) ; i(t)) avec une valeur nulle ; et le deuxième comparateur (72) est relié à la masse, et est adapté à comparer le signal de réponse (i(t) ; u(i)) avec une valeur nulle. 8. Dispositif (50 ; 100 ; 200) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que : - le premier comparateur (71) reçoit en entrée une tension dans l'échantillon (u(t)), la tension dans l'échantillon correspondant à la tension d'excitation ou à la tension de réponse ;- le deuxième comparateur (72) reçoit en entrée une tension représentative d'un courant (i(t)) traversant l'échantillon, le courant traversant l'échantillon correspondant au courant d'excitation ou au courant de réponse. 9. Dispositif (50 ; 100 ; 200) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens de combinaison comprennent un inverseur logique (73) disposé en sortie du premier comparateur (71), et une porte logique NOR (74) recevant en entrée le signal de sortie de l'inverseur logique et le signal de sortie du deuxième comparateur (72). 10. Dispositif (50 ; 100 ; 200) selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre ; un interrupteur secondaire (91) agencé pour décharger le condensateur (75) lorsqu'il est fermé ; un compteur (92) agencé pour compter un nombre de périodes du signal d'excitation ; et des moyens de commande agencés pour commander l'ouverture de l'interrupteur principal (76) et la fermeture de l'interrupteur secondaire (91) après un nombre prédéterminé desdites périodes, puis l'ouverture de l'interrupteur secondaire (91) et la fermeture de l'interrupteur principal (76) une fois que le condensateur (75) est déchargé. 11. Appareil portatif (120) de mesure d'une impédance électrique d'un tissu humain ou animal, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (50; 100; 200) selon l'une quelconque des revendications 6 à 10. 12. Appareil portatif de tomographie par impédance électrique d'un tissu humain ou animal, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (50; 100; 200) selon l'une quelconque des revendications 6 à 10.30