Brevet FR3062913A1 — publié le 20180817

PROCEDE DE DETECTION D'UNE VARIATION LOCALE D'INDICE DE REFRACTION D'UN MILIEU DIELECTRIQUE SITUE A LA SURFACE D'UN CAPTEUR OPTIQUE L'invention concerne un procédé de détection d'une variation locale d'indice de réfraction d'un milieu diélectrique situé à la surface d'un capteur optique. En particulier, cette détection peut consister à déterminer la valeur d'une telle variation locale de l'indice de réfraction du milieu diélectrique. Le capteur optique comprend généralement un guide d'onde comprenant une région recouverte d'au moins une couche métallique ou diélectrique, dite région active, en contact avec le milieu diélectrique. Par exemple, lorsque ladite couche est métallique, le capteur optique forme alors un capteur à effet plasmon. Un capteur à effet plasmon est bien connu de l'homme du métier. Généralement, le guide d'onde est alors une fibre optique dont une partie, à savoir la région active, est dépourvue de gaine et le coeur de cette région active est recouvert de la couche métallique destinée à être en contact avec un milieu diélectrique. Le milieu diélectrique peut être liquide ou gazeux. Le capteur ainsi formé est associé à une source optique, émettant sur une plage de longueur d'onde donnée et peut fonctionner en réflexion ou en transmission. L'interaction entre certains modes de propagation du faisceau lumineux et la couche métallique permet de générer une résonance plasmon au niveau de l'interface entre la couche métallique et le milieu diélectrique. En pratique, cela se traduit par une diminution de l'intensité lumineuse réfléchie ou transmise par la région active, qu'on peut mesurer. Ce type de capteur est par exemple employé en tant que biocapteur. En effet, lorsque l'on greffe sur la région active des sondes spécifiques (ex. : anticorps) dirigés contre un analyte également spécifique, la reconnaissance de cet analyte par la sonde dédiée, va modifier localement l'indice de réfraction du milieu diélectrique dans lequel l'analyte est situé, à proximité de l'interface entre la couche métallique et le milieu diélectrique. Cette modification locale de 3062913 2 l'indice de réfraction décale la position du pic de résonance plasmon modifiant ainsi l'intensité de la lumière réfléchie ou transmise. Ainsi, en mesurant cette variation d'intensité, on est en mesure de détecter l'adsorption de l'analyte par la sonde. 5 Selon un autre exemple, lorsque ladite couche est diélectrique, le capteur optique peut alors former un capteur interférométrique. De nombreuses configurations de guide d'ondes, et plus spécifiquement de fibres optiques pour former un capteur à effet pfasmon ou autre ont déjà été proposées. 10 Un but récurrent de ces configurations est notamment de pouvoir proposer un capteur optique sensible, que celui-ci fonctionne en réflexion ou en transmission. On pourra par exemple se référer à l'article de K. Kurihara & al., « Fiber-optic conical microsensors for surface plasmon resonance using 15 chemical etched single-mode fiber », Anafytica Chimica Acta, vol. 523 (2), pp. 165-170 (2004) (Dl). Dans les approches connues, c'est donc généralement une conception particulière du guide d'onde qui est proposée. L'invention vise à proposer une approche différente. 20 Pour atteindre cet objectif, l'invention propose un procédé de détection d'une variation locale d'indice de réfraction d'un milieu diélectrique situé à la surface d'un capteur optique, le capteur optique comportant à cet effet soit un guide d'onde comprenant une région, dite région active, recouverte d'au moins une couche métallique et/ou diélectrique en contact avec le milieu 25 diélectrique, soit un guide d'onde faisant face à un autre guide d'onde, cet autre guide d'onde formant résonateur et constituant une région, dite région active, en contact avec le milieu diélectrique, le procédé comprenant les étapes suivantes : a) émettre un faisceau lumineux en entrée du guide d'onde de sorte que ce 30 faisceau lumineux puisse se propager, au sein du guide d'onde, selon au moins N modes de propagation où N est un entier naturel tel que N ?. 2 ; 3062913 3 b) mesurer l'intensité d'au moins une zone de la répartition spatiale de l'intensité du faisceau lumineux réfléchi ou transmis par ladite région active du capteur optique ; et c) détecter la variation locale de l'indice de réfraction du milieu diélectrique au 5 moyen d'une base de données fournissant le lien entre l'intensité de ladite au moins une zone de la répartition spatiale de l'intensité du faisceau lumineux réfléchi ou transmis par la région active du capteur optique et une variation d'indice de réfraction par rapport à un milieu de référence Le procédé conforme à l'invention pourra également mettre en 10 oeuvre les étapes suivantes, prises seules ou en combinaison l'étape c) consiste à déterminer la valeur de la variation locale de l'indice de réfraction du milieu diélectrique ; on met en oeuvre une étape consistant à déterminer la valeur de l'indice de réfraction du milieu de référence puis, après avoir déterminé la valeur 15 de la variation locale de l'indice de réfraction du milieu diélectrique au cours de l'étape c), à déterminer la valeur de l'indice de réfraction du milieu diélectrique ; entre l'étape a) et l'étape b), on réalise une étape additionnelle consistant à filtrer au plus N-1 modes de propagation, ce filtrage 20 s'effectuant sur le ou les modes les moins susceptibles d'être modifiés par la région active ou n'ayant pas été modifiés par la région active ; ladite étape additionnelle est réalisée en amont, en référence au sens de parcours du faisceau lumineux dans le guide d'onde, de la région active du capteur optique pour assurer un filtrage sur le ou les modes les moins 25 susceptibles d'être modifiés par la région active ; ladite étape additionnelle est réalisée au moyen d'un objectif « fond noir », à savoir d'un objectif présentant un diaphragme opaque en son centre ; ladite étape additionnelle est réalisée en aval, en référence au sens de 30 parcours du faisceau lumineux dans le guide d'onde, de la région active du capteur optique pour assurer un filtrage au moins sur le ou les modes n'ayant pas été modifiés par la région active ; le guide d'onde est une fibre optique ; 3062913 4 le procédé étant mis en oeuvre en réflexion, la région active du capteur optique, qui est donc la région active de la fibre optique, présente une forme de cône tronqué à l'extrémité duquel est situé un miroir ; l'intensité mesurée, au cours de l'étape b), sur ladite au moins une zone 5 de la répartition spatiale et l'intensité prise en compte, au cours de l'étape c), dans fa base de données sur ladite au moins une zone de la répartition spatiale sont chacune une intensité moyenne sur ladite zone considérée ; l'intensité mesurée, au cours de l'étape b), sur ladite au moins une zone 10 de la répartition spatiale et l'intensité prise en compte, au cours de l'étape c), dans la base de données sur ladite au moins une zone de la répartition spatiale est une combinaison des coefficients de la décomposition de cette intensité dans une base constituée des différents modes de propagation ; 15 la région active du capteur optique comprend une ou plusieurs couche(s) métallique(s), de sorte que ledit capteur optique constitue un capteur à effet plasmon ; la région active du capteur optique est constituée d'une ou plusieurs couche(s) diélectrique(s), de sorte que ledit capteur optique constitue un 20 capteur interférométrique. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux figures annexées données à titre d'exemple, et dans lesquelles : - la figure 'I est un schéma d'une installation permettant de 25 mettre en oeuvre l'invention, selon un fonctionnement en réflexion ; - la figure 2 est une vue agrandie d'une région active du capteur à effet plasmon utilisé dans l'installation de la figure 1; - la figure 3 représente des résultats d'essais obtenus avec l'installation de la figure 1 ; 30 - la figure 4 est une vue agrandie, partielle, de la figure 3 ; - la figure 5 est une image de l'extrémité de la fibre optique sur laquelle sont représentés plusieurs zones possibles de mesure ; 3062913 5 - la figure 6 représente l'évolution de l'intensité réfléchie par la région active du capteur à effet plasmon utilisé dans l'installation de la figure 1, normalisée à l'eau, en fonction d'une variation d'indice de réfraction, mais également d'un indice de réfraction, et pour chacune des zones de mesure 5 définies par fa figure 5 ; - la figure 7 est une vue agrandie, sur une certaine gamme d'indices de réfraction, de la figure 6 ; - la figure 8 est un schéma d'une autre installation permettant de mettre en oeuvre l'invention, selon un fonctionnement en transmission ; 10 - la figure 9 est une vue agrandie d'une région active du capteur à effet plasmon de la figure 8 ; - la figure 10 est une vue schématique représentant une région active d'un capteur optique de type résonateur et son environnement, apte à fonctionner en réflexion ; 15 - la figure 11 est une vue schématique représentant une région active d'un capteur optique de type résonateur et son environnement, apte à fonctionner en transmission. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le procédé selon l'invention est un procédé de détection d'une variation locale d'indice de 20 réfraction d'un milieu diélectrique situé à la surface d'un capteur à effet plasmon (capteur optique), le capteur à effet plasmon comportant à cet effet un guide d'onde comprenant une région, dite région active, recouverte d'au moins une couche métallique en contact avec le milieu diélectrique, le procédé comprenant les étapes suivantes 25 - émettre un faisceau lumineux en entrée du guide d'onde de sorte que ce faisceau lumineux puisse se propager, au sein du guide d'onde, selon au moins N modes de propagation où N est un entier naturel tel que N ?_ 2; - mesurer l'intensité d'au moins une zone de la répartition spatiale de l'intensité du faisceau lumineux réfléchi par ladite région active du capteur à effet 30 plasmon ; et - détecter la variation locale de l'indice de réfraction du milieu diélectrique au moyen d'une base de données fournissant le lien entre l'intensité de ladite au moins une zone de la répartition spatiale de l'intensité du faisceau lumineux 3062913 6 réfléchi par la région active du capteur à effet plasmon et une variation d'indice de réfraction par rapport à un milieu de référence. Lorsque l'indice du milieu de référence est connu, la détermination de la valeur de la variation locale de l'indice de réfraction du 5 milieu diélectrique permet alors d'obtenir la valeur de l'indice de réfraction du milieu diélectrique. La figure 1 représente un schéma d'une installation expérimentale 100 apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Dans le cas d'espèce, l'installation expérimentale 100 10 fonctionne en réflexion. Cette installation expérimentale 100 comprend une source optique 10 apte à émettre un faisceau lumineux, en l'occurrence de longueur d'onde À donnée, dans une fibre optique F01 (guide d'onde, utilisé comme source d'illumination), un ensemble de moyens pour conditionner le faisceau 15 lumineux en direction d'une autre fibre optique F02 (guide d'onde), qui est la fibre d'intérêt de l'installation, dont l'extrémité E est plongée dans une solution 20 comportant un milieu diélectrique, en l'occurrence liquide, ainsi qu'un moyen 30 pour mesurer, sur au moins une zone de l'autre extrémité F de la fibre optique F02, la répartition spatiale de l'intensité de la lumière réfléchie par 20 l'extrémité E, cette extrémité E de la fibre optique F02 constituant la région active de cette fibre optique. L'ensemble de moyens pour conditionner le faisceau lumineux en direction de la fibre optique F02 est classique. Cet ensemble comprend plus précisément, une lentille de collimation LC, un polariseur P, un bloc miroir semi- 25 réfléchissant BMSR, une lentille d'imagerie LI1 (à la sortie de laquelle on retrouve l'extrémité F de la fibre optique F02), tous situés sur le chemin optique entre la source optique 10 et l'extrémité E de la fibre optique F02. Les extrémités E et F de la fibre optique F02 sont schématisées sur la figure 2. Sur cette figure 2, on note la présence de la gaine 30 G, du coeur C dépourvue de gaine, de la couche métallique CM. On note également la présence de la solution 20 formant le milieu diélectrique. 3062913 7 Au niveau de la région active du capteur, le miroir M, tout comme la couche métallique CM, sont destinés à réfléchir le faisceau lumineux incident. C'est au niveau de la couche métallique CM que peut se produire le phénomène de résonance des plasmons de surface. 5 Le faisceau lumineux réfléchi est quant à lui destiné à revenir en arrière le long de la fibre optique F02 jusqu'au bloc miroir semi-réfléchissant BMSR, à partir duquel il est guidé en direction du moyen 30. Un autre ensemble de moyens visant à conditionner le faisceau lumineux réfléchi est agencé entre le bloc miroir BMSR et le moyen 30. Cet autre ensemble de conditionnement 10 comprend, de manière classique, une autre lentille d'imagerie Ll2, un analyseur ANA et une lentille de tube LT. Il convient de rappeler que dans le cas particulier où le guide d'onde est une fibre optique (coeur + gaine), le nombre de modes pouvant se propager dans la fibre optique dépend 15 du rayon p du coeur de la fibre optique (F02) ; de l'ouverture numérique (0.N.) ; et de la longueur d'onde À du faisceau lumineux émis par la source optique 10. L'ouverture numérique 0.N peut s'exprimer sous la forme : O.N. 2 nG nî 20 OÙ ne est l'indice de réfraction du coeur C ; et ne est l'indice de réfraction de la gaine G. Le nombre de modes de propagation se propageant dans une 25 fibre optique peut être déterminé en se référant aux sections 36-12 et 36-13 du manuel « Optical Waveguide Theory », Allan W. Snyder and John D. Love, Chapman et Hall Ltd (2012), première publication en 1983 par Chapman et Hall Ltd, ISBN 0 412 09950 0 (cased), ISBN 0 412 24250 8 (Science Paperback). 30 3062913 8 Dans le cas d'espèce, la fibre optique F02 a été choisie selon les caractéristiques définies dans Chigusa & al., « Properties of silice glass image fiber and its application », Optoelectronics Devices and Technologies, 1(2), pp. 203-216 (1986), dont le fournisseur est la société Aber and 5 Technology, cf. http://wvvw.fibersandtechnoloay.com. La fibre optique F02 est telle qu'elle présente : - un rayon de coeur d'environ p w 1,5pm, - une ouverture numérique O.N. = 0,4 Par ailleurs, les tests menés avec cette installation 10 expérimentale 10 ont été réalisés avec une source optique 10 émettant un faisceau lumineux de longueur d'onde À = 590nm. En fonction du rayon exact du coeur (variations liées à la fabrication), la fibre optique F01, F02 supporte 2 à 4 modes de propagation. 15 L'extrémité E de la fibre optique F02, formant la région active du capteur à effet plasmon, est en l'occurrence en forme de cône tronqué. Au niveau du miroir M, le diamètre d de la fibre optique F02 est d'environ 1,2pm, ce qui correspond donc sensiblement au diamètre du miroir M. Le demi-angle a, défini par rapport à l'axe optique AO de la fibre optique F02, au sommet du 20 cône tronqué est d'environ 50 (on a représenté 2a sur la figure 2). Cette forme tronquée n'est pas nécessaire pour mettre en oeuvre l'invention. Cependant, une forme tronquée permet de limiter fortement les réflexions très nombreuses qui sinon ont lieu à l'extrémité E de la fibre optique 25 F02 et qui induisent des pertes susceptibles d'empêcher le retour de la lumière en sens opposé. Ce cône tronqué a été fabriqué conformément aux enseignements fournis dans F. Deiss & al., « Nanostructured optical fibre arrays for high-density biochemical sensing and remote imaging », Analytical and 30 Bioanalytical Chemistry, 396(1), pp. 53-71 (2010). 3062913 9 Puis, le coeur libre de gaine de la fibre optique F02 a été recouvert par la couche métallique CM, en l'occurrence une couche d'accroche de titane (Ti) d'environ 5nm et une couche d'or (Au) selon une épaisseur de 50nm, sur toute sa surface latérale. 5 Le miroir M est quant à lui formé en déposant une couche d'or au niveau du sommet du cône tronqué, d'une épaisseur d'environ 500nm. La source optique est une diode électroluminescente (DEL), en l'occurrence la M590F2 proposée par la société Thorlabs, émettant donc à une longueur d'onde de 590nm. 10 La fibre F01 est une fibre SMA Fiber Patch Cable M35L02, de longueur 2m, de diamètre 1000 microns, 0,39NA, Low OH. Le moyen 30 pour mesurer l'intensité lumineuse réfléchie est une caméra, en l'occurrence de la société Hamatsu, modèle Orca 4.0. Elle est reliée à un processeur P apte à analyser l'image. 15 L'objectif d'imagerie Lit est un Olympus X20, présentant une ouverture numérique de 0,4. Avec l'installation expérimentale 100 telle que décrite précédemment, de nombreuses mesures ont été réalisées, en changeant d'une mesure à l'autre la nature de la solution formant le milieu diélectrique, les autres 20 conditions restant identiques. La nature « diélectrique » de ces solutions est à prendre en considération par rapport au matériau métallique (Or, en l'occurrence) recouvrant le coeur de la fibre optique F02. Dans cet exemple, ii s'agit d'une solution eau/glycérol dans laquelle la teneur en glycérol est modifiée d'une solution à l'autre pour changer 25 ses propriétés optiques. Le tableau 1 ci-dessous résume les propriétés des différentes solutions S1 à S17 testées, pour la longueur d'onde À = 590nm de la source optique 10 et une température T = 25°C, identiques à l'ensemble des tests. 30 3062913 10 Numéro de Degré de Indice de Variation locale d'indice de réfraction la solution Brix (°Bx) réfraction de la solution par rapport au milieu de référence (solution 1) 1 0 1,332 (eau 0 pure) 2 0,7 1,333 0,001 3 1,2 1,334 0,002 4 2,5 1,336 0,004 5 5,9 1,341 0,009 6 9,5 1,346 0,014 7 11,8 1,350 0,018 8 12,3 1,350 0,018 9 14,5 1,354 0,022 10 17,4 1,360 0,028 11 25,8 1,373 0,041 12 27,7 1,377 0,045 13 35,2 1,390 0,058 14 40,8 1,402 0,07 15 51,2 1,423 0,091 16 54,5 1,430 0,098 17 60,1 1,442 0,11 ableau 1 L'influence de la teneur en glycérol est exprimée par l'intermédiaire du degré de Brix de la solution concernée, lequel sert à 5 déterminer la fraction de saccharose dans un liquide. Les images de l'extrémité F fournies par la caméra sont données sur la figure 3. Cette figure 3 montre plus précisément, pour chacune des solutions 1 à 17, l'image correspondante (représentative de ce qui se passe à 'o l'extrémité E de la fibre F02) qui est obtenue (en haut). Cette figure 3 montre également (en bas), le profil d'intensité correspondant. Ce profil d'intensité est obtenu grâce au logiciel plugin ImageJe (3D Surface Plot). Grâce à ce logiciel, 3062913 Il on peut obtenir plus aisément des valeurs quantitatives pour effectuer la mesure de la répartition spatiale de l'intensité du faisceau lumineux réfléchi par la région active du capteur. On constate qu'en fonction de l'indice de réfraction de la 5 solution, la répartition spatiale de l'intensité du faisceau lumineux réfléchi n'est pas la même. Sur la figure 4, on a isolé les images 4 et 15 de la figure 3, Il est intéressant de noter que si l'on mesure l'intensité globale réfléchie (l global), la différence entre les images 4 et 15 est très faible (on 10 compare les deux images du haut). En effet, la quantité Iebal. - /I eau qui représente l'intensité globale réfléchie normalisée à l'eau, est de 98,9% sur la figure 4 pour un indice de réfraction de 1,336 alors que cette même quantité lebai/le' est de 98,8% pour un indice de réfraction de 1,423. ll est donc difficile, dans ce cas, d'associer à une mesure globale de l'intensité réfléchie, une valeur 15 précise de l'indice de réfraction. Cela dénote une sensibilité du capteur qui est relativement faible. Au contraire, en comparant fa répartition spatiale de cette intensité pour les figures 4 et 15 (on compare les deux images du bas), on relève des profils (c'est-à-dire des répartitions spatiales de l'intensité réfléchie) très différents. 20 Pour encore mieux représenter l'intérêt d'effectuer une mesure de la répartition spatiale de l'intensité réfléchie, une mesure de l'intensité réfléchie normalisée à l'eau a été effectuée pour chacune des 17 solutions du tableau 1 et pour chaque solution, sur trois zones distinctes de la répartition spatiale de l'intensité réfléchie par la région active de fa fibre optique. 25 Ces trois zones sont représentées sur la figure 5. La zone 1 définit une zone correspondant à la totalité de la répartition spatiale de l'intensité réfléchie sortant de la fibre optique. Sur cette zone, on a donc accès à une mesure globale (moyenne), qui permet donc d'avoir accès à l'intensité globale réfléchie, normalisée à l'eau. 30 La zone 2 définît une zone de la répartition spatiale d'intensité localisée sur la zone centrale du coeur de fibre. 3062913 12 Quant à la zone 3, elle définit une autre zone de la répartition spatiale de l'intensité réfléchie localisée sur une zone périphérique du coeur de fibre. Les résultats obtenus sont représentés sur la figure 6. 5 Sur cette figure 6, on constate que les variations d'intensité réfléchie sont bien plus importantes pour les zones de mesure localisées (zone 2, zone 3) que pour la zone de mesure globale (zone 1). A partir des données de cette figure 6, la sensibilité S du capteur a été déterminée. 10 La sensibilité S est définie par la relation al Peau An où : /eau est l'intensité réfléchie mesurée, sur la même zone considérée, lorsque 15 l'extrémité E de la fibre optique F02 est plongée dans de l'eau pure, servant de milieu de référence (solution 1) ; At//e' est la variation d'intensité réfléchie mesurée par le capteur, normalisée à l'eau (en %, ou comme c'est le cas ici en unité arbitraire a.u.); et An est la variation locale d'indice de réfraction du milieu diélectrique (exprimé 20 en RIU pour « Refractive Index Unit » selon la terminologie anglo-saxonne). Ces données sont représentées sur la figure 7, pour des valeurs d'indice de réfraction de la solution comprises entre 1,34 et 1,41 (solutions 5 à 14). En ordonnées, on a donc la quantité Alfle' et en abscisses (outre l'indice de réfraction), la variation locale de l'indice de réfraction par 25 rapport à l'indice du milieu de référence (solution 1). On comprend que pour chacune des zones 1, 2 et 3, on détermine la quantité Al comme étant une variation de l'intensité moyenne sur la zone d'observation considérée. Pour la zone 1, on obtient une sensibilité de 23%/RIU. Pour la 30 zone 2, on obtient une sensibilité de -341 `)/0/RIU. Enfin, pour la zone 3, on obtient une sensibilité de 584%/RIU. En d'autres termes, en fonction du choix 3062913 13 de la zone de mesure, il est possible d'améliorer la sensibilité du capteur d'un facteur 25 (comparaison zone 3/zone 1). L'approche proposée dans le cadre de l'invention n'est pas basée sur une conception particulière d'une fibre optique formant capteur à 5 effet plasmon. En conséquence, l'amélioration de la sensibilité est valable pour tout capteur optique réalisé sur un guide d'onde admettant au moins deux modes de propagation. Dans le cadre de l'invention, la demanderesse s'est en effet aperçue d'une part qu'un changement d'indice de réfraction avait un effet sur la 10 répartition spatiale de l'intensité du faisceau lumineux réfléchi et d'autre part, que la connaissance de cette répartition spatiale permettait d'augmenter la sensibilité du capteur, sans modification structurelle du capteur. D'après les connaissances de la demanderesse, ceci n'a jamais été constaté à ce jour. 15 En particulier, dans le document D1, on travaille avec un seul mode de propagation et de fait, on ne fait que mesurer l'intensité globale réfléchie par la région active du capteur. Dans le cadre de l'invention, et contrairement à l'art antérieur, on mesure la répartition spatiale sur la zone considérée de l'extrémité F de fa 20 fibre optique F02 de l'intensité réfléchie par la région active E de cette même fibre optique. Cela permet de montrer le lien entre une variation locale d'indice de réfraction du milieu diélectrique et une forme particulière de la répartition spatiale de l'intensité lumineuse réfléchie par la région active. 25 Cela permet aussi de construire une base de données fournissant le lien entre l'intensité de ladite au moins une zone de la répartition spatiale de l'intensité du faisceau lumineux réfléchi par la région active du capteur à effet plasmon et une variation d'indice de réfraction par rapport au milieu de référence. 30 Les données du tableau 1 sont un exemple d'une base de données utilisable dans le cadre de l'invention pour accéder, non seulement à la détection d'une variation locale d'indice de réfraction, mais plus précisément à la détermination de la valeur d'une variation locale d'indice de réfraction (voire 3062913 14 même à la détermination de l'indice local si l'on dispose d'un milieu de référence d'indice de réfraction connu). En utilisation, on ne connaît pas a priori la variation locale d'indice de réfraction du milieu diélectrique. Cependant, on peut mesurer la 5 répartition spatiale de l'intensité lumineuse réfléchie avec une installation conforme à l'installation expérimentale 100, et en déduire, grâce à la base de données préalablement construite, la variation locale d'indice de réfraction du milieu diélectrique testé, par rapport au milieu de référence, pour déduire les caractéristiques de ce milieu diélectrique. 10 Ainsi et par exemple, en utilisation, si l'on obtient un profil d'intensité conforme à l'image 4 (solution 4 du tableau 1) de la figure 3, on en déduit une variation d'indice de 0,004 par rapport au milieu de référence. En pratique, cela permet par exemple de quantifier un analyte présent dans le milieu diélectrique (ex. dosage du sucre dans un sirop). 15 Selon un autre exemple, après fonctionnalisation spécifique de la région active, il suffit de détecter la variation locale d'indice de réfraction du milieu diélectrique induite par la reconnaissance biologique (ex.: anticorps/analyte) pour qualifier la présence de I'analyte. Cependant, on peut connaître l'indice de réfraction de ce milieu 20 diélectrique, si l'on connaît l'indice de réfraction d'un milieu de référence. C'est le cas avec les tests réalisés, puisque l'on a fait un test préalable (mesure) avec de l'eau pure pour déterminer la valeur de l'indice de réfraction du milieu de référence. En effet, en utilisation, en sommant la variation locale de l'indice de réfraction du milieu diélectrique testé (propriétés 25 initialement inconnues) à l'indice de réfraction du milieu de référence, on obtient l'indice de réfraction du milieu diélectrique testé. Cependant, il faut bien voir que la connaissance de l'indice de réfraction du milieu de référence (cf. tests ci-dessus) n'est pas obligatoire, tant pour construire la base de données qu'en utilisation, c'est-à-dire lorsque l'on 30 cherche à déterminer la variation d'indice de réfraction d'un milieu diélectrique inconnu. 3062913 15 En effet, révolution de la répartition spatiale de l'intensité réfléchie par la région active sur la zone considérée est caractéristique des variations locales d'indice de réfraction du milieu testé. Par ailleurs, il faut bien comprendre qu'il y a différentes façons 5 de construire une base de données utilisable dans le cadre de l'invention. Dans le tableau, on se base sur une variation de la teneur en glycérol dans l'eau (° de Brix). Pour autant, on peut procéder autrement. Ainsi, pour construire une telle base de données, on pourra 10 plus généralement générer des variations connues d'indice de réfraction d'un milieu diélectrique, qui seront associées à des répartitions spatiales spécifiques de l'intensité réfléchie. A titre d'exemple, on peut ajouter du sel, à la place du glycérol, dans de l'eau. Selon un autre exemple, on peut chauffer ou refroidir la solution 15 à base d'eau, l'indice de réfraction dépendant, selon une relation connue de la température. En outre, le milieu de référence n'est pas obligatoirement de l'eau. li peut notamment s'agir du milieu testé, dans des conditions 20 connues (température, pression ou encore pH) ou à un instant donné, par exemple lorsque le milieu diélectrique que l'on cherche à tester est mis au contact avec la région active du capteur optique. En outre, la base de données peut être simplifiée et en conséquence ne pas donner systématiquement accès à une valeur d'une 25 variation locale d'indice de réfraction. En effet, il est tout à fait envisageable de construire une base de données de type tout ou rien, à savoir qui fournit une information de type « détection » ou « non détection » en fonction de l'intensité de ladite au moins une zone de la répartition spatiale de l'intensité du faisceau lumineux réfléchi par la région active du capteur à effet plasmon. 30 En bref, la base de données peut être construite de multiples façons. Ce qui importe, c'est de pouvoir faire un lien nécessaire et suffisant entre une variation d'indice de réfraction du milieu diélectrique testé, que la 3062913 16 valeur de cette variation soir déterminée ou non, et une répartition particulière de l'intensité réfléchie. Comme on peut le constater sur les tests présentés précédemment (figure 3 par exemple), la répartition spatiale de l'intensité s lumineuse réfléchie ou transmise par la région active du capteur à effet plasmon se présente sous la forme d'une répartition sur une surface plane. Ceci est lié à l'utilisation de la caméra 30. On pourrait toutefois observer cette répartition spatiale autrement, c'est-à-dire pas sur une surface plane, mais par exemple à partir de l'angle solide autour de l'axe optique. 10 D'autres modes de réalisation sont envisageables. En particulier, un procédé selon l'invention peut tout à fait fonctionner en transmission. Ainsi, dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, le procédé selon l'invention est un procédé de détection d'une variation locale 15 d'indice de réfraction d'un milieu diélectrique situé à la surface d'un capteur à effet plasmon (capteur optique), le capteur à effet plasmon comportant à cet effet un guide d'onde comportant une région, dite région active, recouverte d'au moins une couche métallique en contact avec le milieu diélectrique, le procédé comprenant les étapes suivantes 20 - émettre un faisceau lumineux en entrée du guide d'onde de sorte que ce faisceau lumineux puisse se propager, au sein du guide d'onde, selon au moins N modes de propagation où N est un entier naturel tel que N 2; - mesurer l'intensité d'au moins une zone de la répartition spatiale de l'intensité du faisceau lumineux transmis par ladite région active du capteur à effet 25 plasmon; et - détecter la variation locale de l'indice de réfaction du milieu diélectrique au moyen d'une base de données fournissant le lien entre l'intensité de ladite au moins une zone de la répartition spatiale de l'intensité du faisceau lumineux transmis par la région active du capteur à effet plasmon et une variation d'indice 30 de réfraction par rapport à un milieu de référence. Une installation 100' permettant de mettre en oeuvre le procédé selon ce deuxième mode de réalisation est schématisée sur la figure 8 et une vue agrandie sur la région active RA est représentée sur la figure 9. 3062913 (réflexion). 17 La figure 8 (transmission) est à comparer à la figure 1 La figure 9 (transmission) est à comparer à la figure 2 (réflexion). Sur ces figures 8 et 9, les références identiques aux figures 1 et 2, respectivement, désignent les mêmes composants. En transmission, il n'y a plus de bloc miroir semi-réfléchissant. Par ailleurs, la région active RA ne forme pas une extrémité de la fibre F02, mais en forme une partie, par ailleurs non tronquée. 10 Pour le reste, la description faite pour le premier mode de réalisation, et en particulier les modalités de conception, sont les mêmes. Dans les deux modes de réalisation décrits précédemment, le capteur à effet plasmon emploie au moins une couche métallique CM. Cette couche métallique CM peut être une couche classique (dans la masse). L'effet 15 plasmon est alors un effet plasmon de surface. Cependant, il peut également en variante, s'agir d'une couche nanostructurée, par exemple une couche formée à partir de nanoparticules métalliques, et en particulier de nanoparticules d'or (AU). L'effet plasmon est alors un effet plasmon localisé à la surface des nanoparticules. Ici, on peut 20 alors prévoir une fonctionnement en réflexion (conformément aux schémas de la figure 1 et de la figure 2 pour le cas tronqué, mais le cas non tronqué est envisageable également) ou un fonctionnement en transmission (conformément aux figures 8 et 9, par exemple). On pourra par exemple se référer à « Wavelength- 25 based localized surface plasmon resonance optical fiber biosensor, CAO Jie & al., Sensors and Actuators B : Chemical, 2013, vol. 181, pp. 611-619. lI convient de noter que l'emploi d'un capteur à effet plasmon en tant que capteur optique, qu'il fonctionne en réflexion ou en transmission, n'est pas la seule façon d'atteindre l'objectif visé par l'invention. 30 En effet, on peut employer d'autres types de capteurs optiques. Ainsi, on peut employer un capteur optique de type interférométrique. 3062913 18 Dans ce cas, et par rapport à un capteur à effet plasmon, il convient de prévoir au moins une couche diélectrique, à la place de ladite au moins une couche métallique CM. Avantageusement, on prévoira plusieurs couches diélectriques et ce pour une meilleure efficacité. Ainsi, en réflexion on pourra remplacer la couche CM de la figure 2 par au moins une couche diélectrique pour obtenir un capteur interférométrique. Cela vaut également lorsque l'extrémité de la fibre optique ou plus généralement du guide d'onde n'est pas tronquée. Le schéma de la figure 1 reste identique dans le cas où, en io réflexion, le capteur à effet plasmon est remplacé par un capteur interférométrique. Ainsi également, en transmission, on pourra remplacer la couche CM de la figure 9 par au moins une couche diélectrique pour obtenir un capteur interférométrique. 15 Le schéma de la figure 8 reste identique dans le cas où, en transmission, le capteur à effet plasmon est remplacé par un capteur interférométrique. On pourra par exemple se référer à l'article « A rapid method for determining dynamic binding capacity of resins for the purification of 20 proteins », Protein expression and purification, 2008, vol. 60, 2, pp. 147-150. Dans une autre variante, on peut employer un capteur optique de type résonateur. D'un point de vue structurel, cette démarche revient à ajouter au moins un autre guide d'onde GO, en forme d'anneau par exemple, à 25 proximité d'une région sans gaine du guide d'onde F02, de sorte que la surface de cet autre guide d'onde GO soit en contact avec le milieu diélectrique, à caractériser. Par « forme en anneau », il convient de comprendre une forme bouclée sur elle-même. En d'autres termes, l'anneau peut présenter différentes formes, notamment et à titre d'exemples non limitatifs de cercle ou d'ellipse. 30 L'autre guide d'onde GO est destiné à former un résonateur. La région active RA de l'ensemble formé par le guide d'onde F02 et l'autre guide d'onde GO est constitué par cet autre guide d'onde GO (GO = RA = région active). 3062913 19 D'un point de vue pratique, un tel ensemble est réalisé, non pas avec des fibres optiques mais sur des supports solides pour des raisons de stabilité mécanique. Cette configuration est représentée sur la figure 10 dans le cas 5 d'un fonctionnement en réflexion (présence du miroir). En réflexion, l'installation 100 représentée sur la figure 1 peut être employée avec le capteur à résonateur. Cette configuration est également représentée sur la figure 11 dans le cas d'un fonctionnement en transmission. En transmission, l'installation 10 100' représentée sur la figure 8 peut être employée avec le capteur à résonateur. En fonctionnement, et sous certaines conditions, il peut exister un couplage entre les guides d'onde F02 et GO qui se traduit, dans le premier guide d'onde F02, par une variation de l'intensité lumineuse réfléchie ou 15 transmise. En d'autres termes, le résonateur (guide d'onde GO) remplit ici la fonction remplie par ladite au moins une couche métallique CM d'un capteur à effet plasmon ou la fonction remplie par ladite au moins une couche diélectrique. 20 On pourra se référer à l'article de Luchansky & al. « High-Q optical sensors for chemical and biological analysis », Analytical chemistry, 2011, vo. 84 (2), pp. 793-821. On pourra également se référer à l'article de Kim & al., « lntegrated photonic glucose biosensor using a vertically coupled microring resonator in polymers », Optics Communications, 2008, vo. 281 (18), 25 pp. 4644-4647. Ainsi, dans cette variante de réalisation, l'invention est relative à un procédé de détection d'une variation locale d'indice de réfraction d'un milieu diélectrique situé à la surface d'un capteur optique, le capteur optique comportant à cet effet un guide d'onde faisant face à un autre guide d'onde, cet 30 autre guide d'onde formant résonateur et constituant une région, dite région active, en contact avec le milieu diélectrique, le procédé comprenant les étapes suivantes : 3062913 20 - émettre un faisceau lumineux en entrée du guide d'onde de sorte que ce faisceau lumineux puisse se propager, au sein du guide d'onde, selon au moins N modes de propagation où N est un entier naturel tel que N > 2 ; - mesurer l'intensité d'au moins une zone de la répartition spatiale de l'intensité 5 du faisceau lumineux réfléchi ou transmis par cette région active ; et - détecter la variation locale de l'indice de réfraction du milieu diélectrique au moyen d'une base de données fournissant le lien entre l'intensité de ladite au moins une zone de la répartition spatiale de l'intensité du faisceau lumineux réfléchi ou transmis par la région active du capteur optique et une variation 10 d'indice de réfraction par rapport à un milieu de référence. Dans les tests décrits ci-dessus, le nombre de modes de propagation du faisceau lumineux est faible, en l'occurrence compris entre 2 et 4. La demanderesse estime que le procédé conforme à l'invention décrit précédemment, selon les modes de réalisation décrits précédemment, peut être 15 mis en oeuvre sans difficultés pour un nombre N de modes de propagation réduit, par exemple pour N 10. En effet, dans ce cas, on peut identifier plus aisément au moins deux zones plus éclairées sur l'extrémité E de la fibre optique F02, du fait que plusieurs 5 modes de propagation contribuent à éclairer plus ces zones que d'autres sur l'extrémité E de la fibre optique F02. En pratique, cette approche peut permettre d'obtenir une information spatiale sur la localisation de molécules ou de particules (virus, bactéries, cellules...) et ce, à l'échelle de l'extrémité de la fibre optique. Cette 10 approche peut aussi permettre, si l'extrémité E de la fibre optique a été au préalable fonctionnalisée différemment (par exemple anticorps A et anticorps B) au niveau desdites zones, de qualifier la présence d'un analyte particulier. L'invention est applicable à tout guide d'onde susceptible de former un capteur optique. Comme pour le cas particulier de la fibre optique, le 1 5 nombre de modes pouvant se propager dans un guide d'onde peut être défini à partir de sa géométrie, de l'ouverture numérique et de la longueur d'onde du faisceau lumineux. Un exemple de guide d'onde qui n'est pas une fibre optique mais qui pourrait être utilisé dans le cadre de l'invention est un substrat sur 2 0 silicium. Un exemple d'un tel substrat est proposé par M. Kawachi, « Silica waveguides on silicon and their application to integrated-optic components », Optical and Quantum Electronics, col. 22(5), pp. 391-416 (1990). Avec un tel guide d'onde, l'intérêt supplémentaire réside dans fe fait qu'il est alors en outre possible de réaliser un composant optique intégré. 25 On notera également que l'invention est applicable pour tout milieu diélectrique M, liquide ou gazeux, notamment dans les biocapteurs et les capteurs chimiques. Elle peut donc être employée lorsque le capteur est une langue électronique (milieu diélectrique = liquide) ou d'un nez électronique (milieu 3o diélectrique = gaz). REVENDICATIONS1. Procédé de détection d'une variation locale d'indice de réfraction d'un milieu diélectrique situé à la surface d'un capteur optique, le capteur optique comportant à cet effet soit un guide d'onde comprenant une région, dite région active, recouverte d'au moins une couche métallique et/ou diélectrique en contact avec le milieu diélectrique, soit un guide d'onde faisant face à un autre guide d'onde, cet autre guide d'onde formant résonateur et constituant une région, dite région active, en contact avec le milieu diélectrique, le procédé 10 comprenant les étapes suivantes : a) émettre un faisceau lumineux en entrée du guide d'onde de sorte que ce faisceau lumineux puisse se propager, au sein du guide d'onde, selon au moins N modes de propagation où N est un entier naturel tel que N 2 ; b) mesurer l'intensité d'au moins une zone de la répartition spatiale de 15 l'intensité du faisceau lumineux réfléchi ou transmis par ladite région active du capteur optique ; et c) détecter la variation locale de l'indice de réfraction du milieu diélectrique au moyen d'une base de données fournissant le lien entre l'intensité de ladite au moins une zone de la répartition spatiale de l'intensité du faisceau lumineux 20 réfléchi ou transmis par la région active du capteur optique et une variation d'indice de réfraction par rapport à un milieu de référence. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la détection réalisée à l'étape c) consiste à déterminer la valeur de la variation locale de l'indice de réfraction 25 du milieu diélectrique. 3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel on met en oeuvre une étape consistant à déterminer la valeur de l'indice de réfraction du milieu de référence puis, après avoir déterminé la valeur de la variation locale de l'indice 30 de réfraction du milieu diélectrique au cours de l'étape c), à déterminer la valeur de l'indice de réfraction du milieu diélectrique. 3062913 26 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel entre l'étape a) et l'étape b), on réalise une étape additionnelle consistant à filtrer au plus N-1 modes de propagation, ce filtrage s'effectuant sur le ou les modes les moins susceptibles d'être modifiés par la région active ou n'ayant pas été modifiés par la région active. 5. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ladite étape additionnelle est réalisée en amont, en référence au sens de parcours du faisceau lumineux dans le guide d'onde, de la région active du capteur optique pour assurer un filtrage sur le ou les modes les moins susceptibles d'être modifiés par la région active. 6. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ladite étape additionnelle est réalisée au moyen d'un objectif « fond noir », à savoir d'un objectif présentant un diaphragme opaque en son centre. 7. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ladite étape additionnelle est réalisée en aval, en référence au sens de parcours du faisceau lumineux dans le guide d'onde, de la région active du capteur optique pour assurer un filtrage au moins sur le ou les modes n'ayant pas été modifiés par la région active. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le guide d'onde est une fibre optique. 9. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le procédé étant mis en oeuvre en réflexion, la région active du capteur optique, qui est donc la région active de la fibre optique, présente une forme de cône tronqué à l'extrémité duquel est situé un miroir. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'intensité mesurée, au cours de l'étape b), sur ladite au moins une zone de la répartition spatiale et l'intensité prise en compte, au cours de l'étape c), dans la base de 3062913 27 données sur ladite au moins une zone de la répartition spatiale sont chacune une intensité moyenne sur ladite zone considérée. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel l'intensité 5 mesurée, au cours de l'étape b), sur ladite au moins une zone de la répartition spatiale et l'intensité prise en compte, au cours de l'étape c), dans la base de données sur ladite au moins une zone de la répartition spatiale est une combinaison des coefficients de la décomposition de cette intensité dans une base constituée des différents modes de propagation. 10 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la région active du capteur optique comprend une ou plusieurs couche(s) métallique(s), de sorte que ledit capteur optique constitue un capteur à effet plasmon. 15 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel la région active du capteur optique est constituée d'une ou plusieurs couche(s) diélectrique(s), de sorte que ledit capteur optique constitue un capteur interférométrique.