Brevet FR3112387A1 — publié le 20220114

TITRE : Procédé pour caractériser des particules biologiques sous forme d’aérosol par spectrométrie de plasma induit par laser et système associé. L’invention concerne un procédé pour caractériser des particules biologiques sous forme d’aérosol, à savoir en suspension dans un gaz ambiant, par spectrométrie de plasma induit par laser et un système associé. Le procédé comprend les étapes suivantes : a) prélever du gaz ambiant, lequel comporte les particules biologiques que l’on cherche à caractériser ; b) générer un jet desdites particules (JAB) dans une chambre (CH) sous vide ; c) émettre un faisceau laser (FL) sous la forme d’impulsions et focaliser ledit faisceau laser dans ladite chambre (CH) sous vide, transversalement à une direction de propagation du jet de particules (JP), pour créer, dans un volume focal (VF), un plasma par l'interaction entre le faisceau laser (FL) et au plus une particule (N P ) individuelle du jet, ledit plasma émettant d'autres particules, caractéristiques de l'interaction entre le faisceau laser et ladite particule individuelle du jet ; d) collecter lesdites particules émises par le plasma; et e) effectuer une analyse spectrométrique de ces particules pour finalement caractériser lesdites particules biologiques. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Procédé pour caractériser des particules biologiques sous forme d’aérosol par spectrométrie de plasma induit par laser et système associé. Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte au domaine de la caractérisation de particules biologiques se présentant sous la forme d’aérosols dans un gaz ambiant. Le gaz ambiant peut notamment être l’air environnant, à l’intérieur d’un bâtiment ou à l’extérieur. Aujourd’hui, la détection de particules biologiques dans l’air se fait actuellement par aspiration de l’air ambiant et accumulation des particules dans un volume (faible) de liquide ou sur des filtres gélatine. La présence des particules biologiques recherchées est ensuite vérifiée par la méthode dite des bandelettes ou encore, titrés par microscopie. En variante, il est aussi possible d’obtenir des dépôts d’aérosols contenus dans l’air, dépôts susceptibles de contenir des particules biologiques. La présence dans le dépôt d’une particule biologique que l’on recherche est ensuite établi, par différentes techniques. Les techniques susceptibles d’être employées sont nombreuses et l’on peut notamment citer la fluorescence X, ou la microscopie. Ainsi, dans les techniques connues, on fonctionne en deux étapes bien distinctes dans le temps mais aussi dans l’espace, car réalisées sur des appareillages bien différents, à savoir une étape de collecte et une étape de détection. Les techniques existantes prennent donc du temps et par ailleurs, ne sont généralement pas effectuées in situ. Un objectif de l’invention est de proposer une solution pour caractériser les particules biologiques présentes sous forme d’un aérosol dans un gaz environnant plus performante que les solutions existantes. En particulier, l’invention propose une solution capable de fournir une caractérisation de particules biologiques en temps réel et in situ. A cet effet, l’invention propose un procédé po caractériser des particules biologiques sous forme d’aérosol, à savoir en suspension dans un gaz ambiant, par spectrométrie de plasma induit par laser, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : a) prélever du gaz ambiant, lequel comporte les particules biologiques que l’on cherche à caractériser ; b) générer un jet desdites particules dans une chambre sous vide ; c) émettre un faisceau laser sous la forme d’impulsions et focaliser ledit faisceau laser dans ladite chambre sous vide, transversalement à une direction de propagation du jet de particules, pour créer, dans un volume focal, un plasma par l'interaction entre le faisceau laser et au plus une particule individuelle du jet, ledit plasma émettant d'autres particules, caractéristiques de l'interaction entre le faisceau laser et ladite particule individuelle du jet ; d) collecter lesdites particules émises par le plasma; et e) effectuer une analyse spectrométrique de ces particules pour finalement caractériser lesdites particules biologiques. Le procédé selon l’invention pourra comprendre l’une au moins des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : entre l’étape a) et l’étape b), on met en œuvre les sous-étapes suivantes : aa) introduire le gaz ambiant dans une chambre (CHM) dite de mélange, ab) introduire dans la chambre de mélange, sous la forme d’un aérosol, au moins un type de récepteur d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser, ledit au moins un type de récepteur étant par ailleurs marqué, ac) mélanger, dans la chambre de mélange, l’aérosol comportant ledit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser avec le gaz ambiant prélevé et comportant lesdites particules biologiques à caractériser ; l’aérosol comportant ledit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser ; après la sous-étape ac), on sèche le mélange formé avant de mettre en œuvre l’étape b) ; le marqueur étant un matériau magnétique, après la sous-étape ac), on sélectionne, par tout moyen magnétique approprié, les seules particules comportant ce matériau magnétique, avant de mettre en œuvre l’étape b) ; ledit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser est obtenu à partir d’une solution pulvérisée desdits récepteurs marqués ; la solution est à base d’alcool, par exemple d’éthanol ; l’étape ab) consiste à introduire dans la chambre de mélange, sous la forme d’un aérosol, plusieurs types distincts de récepteur d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser, chaque type de récepteur étant par ailleurs marqué ; chaque type de récepteur est marqué différemment. A cet effet également, l’invention propose un système pour la mise en œuvre d’un procédé selon l’invention, ledit système comprenant : - un moyen pour générer l’aérosol dudit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser ; - une chambre de mélange comprenant : une première entrée pour le gaz à prélever, une deuxième entrée pour l’aérosol généré par ledit moyen pour générer un aérosol dudit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser, et une sortie pour le mélange entre ledit aérosol comportant ledit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser avec le gaz ambiant prélevé et comportant lesdites particules biologiques à caractériser ; - un dispositif de caractérisation desdites particules par spectrométrie de plasma induit par laser comportant : un système pour générer, à partir du gaz issu de la chambre de mélange, le jet desdites particules dans une chambre à laquelle est associé un moyen de pompage du gaz présent dans la chambre afin de faire régner le vide dans cette chambre, un laser apte à émettre le faisceau laser sous la forme d'impulsions, auquel est associé un dispositif optique agencé pour focaliser ledit faisceau laser dans la chambre, transversalement à la direction de propagation du jet de particules, et créer, dans le volume focal, ledit plasma par l'interaction entre le faisceau laser et les particules du jet, ledit plasma émettant d'autres particules, caractéristiques de l'interaction entre le faisceau laser et lesdites particules du jet, au moins un dispositif de détection comportant un moyen pour collecter les particules émises par le plasma et un moyen pour effectuer une analyse spectrométrique de ces particules. Le système selon l’invention pourra comprendre l’une au moins des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - la chambre de mélange comporte au moins un sécheur, disposé soit ente le moyen pour générer l’aérosol dudit au moins un type de récepteur marqué et la deuxième entrée de la chambre de mélange, soit au niveau de la sortie de la chambre de mélange ; - la chambre de mélange est un tambour rotatif de Goldberg ; - le moyen pour collecter les particules émises par le plasma comporte une pluralité de N fibres optiques, avec N un entier naturel strictement supérieur à l’unité, une extrémité de chaque fibre optique étant agencée autour du volume focal et pointant vers ce volume focal pour assurer la collection des particules émises par le plasma ; - lesdites fibres optiques sont montées sur une paroi externe, de forme sphérique, de la chambre ; - le moyen pour effectuer une analyse spectrométrique des particules émises par le plasma comporte : une pluralité de filtres de type coupe-bande, apte à assurer un filtrage dans une bande de longueurs d’ondes distinctes les unes des autres, et un photodétecteur, par exemple de type photomultiplicateur d’électrons, associé à chaque filtre coupe-bande. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés et pour lesquels : La est une vue schématique d’un procédé de caractérisation de particules biologiques conforme à l’invention ; La représente, selon une vue en coupe, un dispositif de caractérisation de particules biologiques d’un aérosol, fonctionnant par spectrométrie de plasma induit par laser; La représente de façon schématique une zone d’interaction, au sein du dispositif représenté sur la , entre un faisceau laser et un jet de particules formé avec les particules provenant d’un prélèvement de gaz ambiant comportant des particules biologiques ; La est une vue en perspective, externe, d’une partie du dispositif de caractérisation représenté sur la , partie sur laquelle on a représenté un moyen de collecte, se présentant sous la forme d’une pluralité de fibres optiques, de particules générées par une interaction entre un faisceau laser dudit dispositif avec les particules de l’aérosol ; La est une vue dans un premier plan de coupe de la ; La est une vue dans un deuxième plan de coupe de la ; La est une représentation schématique d’un dispositif de détection, comprenant le moyen de collecte à fibres optiques représenté sur les figures 4a à 4c ; la est une représentation schématique d’une variante de dispositif de détection, comprenant également le moyen de collecte à fibres optiques représenté sur les figures 4a à 4c ; La est une vue en coupe agrandie d’une partie du dispositif représenté sur la ; La est une vue schématique globale d’un système de caractérisation de particules biologiques conforme à l’invention comportant notamment le dispositif de la ; La représente une chambre de mélange employée avec le dispositif représenté sur la pour former le système représenté sur la . Description détaillée de l'invention Dans toute la description qui suit, (O, X, Y, Z) définit un repère orthogonal direct. L’invention concerne notamment un procédé, tel qu’illustré schématiquement sur la , pour caractériser des particules biologiques sous forme d’aérosol, à savoir en suspension dans un gaz ambiant, par spectrométrie de plasma induit par laser. Le procédé comprend les étapes suivantes : a) prélever du gaz ambiant, lequel comporte les particules biologiques que l’on cherche à caractériser (étape Ea) ; b) générer un jet desdites particules JAB dans une chambre CH sous vide (étape Eb) ; c) émettre un faisceau laser FL sous la forme d’impulsions et focaliser ledit faisceau laser dans ladite chambre CH sous vide, transversalement à une direction de propagation du jet de particules JP, pour créer, dans un volume focal VF, un plasma par l'interaction entre le faisceau laser FL et au plus une particule N P individuelle du jet, ledit plasma émettant d'autres particules, caractéristiques de l'interaction entre le faisceau laser et ladite particule individuelle du jet (étape Ec) ; d) collecter lesdites particules émises par le plasma (étape Ed); et e) effectuer une analyse spectrométrique de ces particules pour finalement caractériser lesdites particules biologiques (étape Ee). Lors de l’étape c), le faisceau laser FL pourra notamment être focalisé perpendiculairement ou sensiblement perpendiculairement à la direction de propagation du jet JP de particules. Pour mettre en œuvre le procédé décrit ci-dessus, on peut employer un dispositif D de caractérisation desdites particules par spectrométrie de plasma induit par laser (la spectrométrie de plasma induit par laser est plus connue sous l’acronyme LIBS pour « Laser-Induced Breakdown Spectroscopy » dans la terminologie anglo-saxonne), tel qu’il est représenté sur la . Le dispositif D comporte un système SG pour générer, à partir du gaz issu de l’échantillonneur E, un jet de particules JP dans une chambre CH à laquelle est associé un moyen de pompage MP du gaz présent dans la chambre afin de faire régner le vide dans cette chambre. Typiquement, la pression régnant dans la chambre CH peut être de l’ordre de 1mbar ou moins pour la caractérisation de particules biologiques. Le système SG peut par exemple comporter une lentille aérodynamique LA, une chambre CH’ mise sous vide au moyen d’un moyen de pompage MP’ et avantageusement un écorceur ECO. La lentille aérodynamique LA est alimentée, en entrée ENT’, par le gaz prélevé, et éventuellement dilué, susceptible de contenir des particules sous forme d’aérosol et provenant de l’échantillonneur E. En sortie SORT’ de la lentille aérodynamique LA, un jet J G de particules dans un gaz porteur est alors généré dans la chambre de détente CH’ notamment grâce au fait qu’elle est sous vide – typiquement la pression peut être de l’ordre de 10mbar ou moins pour la caractérisation de particules biologiques. Le jet J GP de particules dans un gaz porteur passe alors par un écorceur ECO qui a pour effet de supprimer l’essentiel du gaz porteur si bien qu’après l’écorceur, à savoir dans la chambre CH, ne reste qu’un jet de particules JP. En lieu et place de la lentille aérodynamique LA, on pourrait prévoir une tuyère (non représenté). Le dispositif D comprend également un laser L apte à émettre un faisceau laser FL sous la forme d'impulsions. A ce laser L est associé un dispositif optique DO agencé pour focaliser le faisceau FL dans la chambre CH, transversalement à la direction DP de propagation du jet de particules JP. Dans le cas représenté sur les figures, le faisceau laser FL est perpendiculaire à la direction DP de propagation du jet de particules JP. Ceci permet de créer, dans un volume focal VF, un plasma par l'interaction entre le faisceau laser FL et les particules N P du jet JP de particules, plasma qui émet d'autres particules, caractéristiques de l'interaction entre le faisceau laser FL et les particules du jet. On pourra notamment se référer à la . Pour l’application à des particules biologiques, on aura typiquement des densités de 10 3 à 10 7 particules par cm 3 dans le jet de particules. La densité de particules dans le jet de particules dépend de la densité de particules dans le gaz ambiant. Elle dépend également de la nature et de la taille des particules. Pour des particules biologiques (ex particules virales) de l’ordre de 100 nm de diamètre, attachées à des récepteurs marqués par des nanoparticules métalliques de 50 nm, par exemple, un jet de particules bien collimaté et d’un diamètre D de l’ordre de 100 µm est obtenu, ce qui permet d’observer dans le jet, une densité de particules biologiques de l’ordre de 10 6 à 10 7 particules/cm 3 . Le volume focal pourra typiquement présenter un volume de l’ordre de 10 4 µm 3 . Le Laser L peut par exemple être un laser à fibre. Sa fréquence de répétition (des impulsions) peut généralement être comprise entre 1kHz et 1Mhz. Une fréquence de répétition minimum présente un intérêt pour pouvoir caractériser un certain nombre de particules d’aérosol prélevé en un temps raisonnable. Une fréquence de répétition nettement plus élevée de l’ordre du Mhz peut présenter un intérêt lorsque la concentration en particules dans le gaz prélevé par l’échantillonneur est relativement faible et ce, afin d’augmenter la probabilité, à chaque tir ou impulsion laser de rencontrer une particule dans le volume focal VF. L’intensité minimale à mettre en œuvre au niveau du volume focal est typiquement de l’ordre de 10GW/cm². Cela correspond à peu près à l’intensité nécessaire pour produire un plasma dans le volume focal VF. Pour obtenir cela, on peut évidemment jouer sur les caractéristiques intrinsèques du laser L, mais aussi en variante ou en complément sur les caractéristiques du dispositif optique DO. Le dispositif optique DO peut en particulier se présenter sous la forme de lentilles optiques ou tout simplement, d’un objectif de microscope. Typiquement, un laser L fibré fonctionnant à 1065nm, avec une énergie par impulsion d’environ 0,2mJ, associé à un objectif DO de microscope de grossissement x10, permet d’obtenir l’intensité minimum de 10GW/cm² dans le volume focal VF. Au-delà du volume focal VF, donc après interaction avec les particules du jet JP de particules, le faisceau laser FL est avantageusement recollimaté par un dispositif DOR optique dit de recollimation, se présentant par exemple sous la forme d’un jeu de lentilles. Le faisceau laser FL ainsi recollimaté peut alors être envoyé vers un moyen (non représenté sur les figures annexées) capable de mesurer la puissance du faisceau laser FL. Ceci permet de s’assurer, a posteriori, que la puissance théoriquement injectée par le laser L est bien celle fournie par ce laser L. Le dispositif D comprend aussi au moins un dispositif de détection DD comportant un moyen MC pour collecter les particules émises par le plasma et un moyen MAS pour effectuer une analyse spectrométrique de ces particules. Le moyen MC pour collecter les particules émises par le plasma peut faire l’objet de diverses conceptions. Toutefois, dans le cadre de l‘invention, on pourra avantageusement envisager, comme moyen de collecte, une pluralité de N fibres optiques FO 1 , FO 2 , FO 3 , …, FO N-1 , FO N , avec N un entier naturel strictement supérieur à l’unité, une extrémité E 1 , E 2 , E 3 ,…, E N-1 , E N de chaque fibre optique FO 1 , FO 2 , FO 3 , …, FO N-1 , FO N étant à cet effet agencée autour du volume focal VF, et pointant vers lui. Cette possibilité est représentée selon différentes vues en coupe du dispositif D sur les figures 4(a) à 4(c). L’intérêt de prévoir une multitude de fibres optiques est de pouvoir, notamment en référence à l’utilisation d’une fibre optique unique pour la collection des particules émises par le plasma, démultiplier le nombre de particules collectées. Ceci permet alors d’augmenter la sensibilité du dispositif DD de détection. On comprendra que plus le nombre de fibres optiques est grand, et plus cette sensibilité augmente. Avantageusement, on pourra par ailleurs prévoir une chambre CH dont la paroi externe P EXT est de forme sphérique. Dans ce cas, les fibres optiques FO, montées sur la paroi de la chambre CH, peuvent être agencées sur cette sphère pour couvrir au mieux l’angle solide maximum de 4π stéradians autour du volume focal VF où le plasma est généré. Cet agencement permet, par rapport à tout autre et pour un nombre N donné de fibres optiques de collection, d’augmenter la sensibilité du dispositif de détection DD. L’extrémité de chaque fibre optique FO 1 , FO 2 , FO 3 , …, FO N-1 , FO N pourra avantageusement être située à une distance de quelques millimètres du centre du volume focal VF, la valeur d’ajustement la plus appropriée dépendant notamment du diamètre de cœur des fibres optiques employées. A titre d’exemple non limitatif, voici un exemple d’implémentation possible. N = 158 fibres optiques montées sur une paroi externe P EXT sphérique de la chambre CH. Chaque fibre optique présente un diamètre de cœur de 1mm. Un tel montage permet, théoriquement, de collecter 44% de toutes les particules émises par le plasma lorsque les extrémités E 1 , E 2 , E 3 ,…, E N-1 , E N respectives des différentes fibres optiques sont disposées entre 4mm et 6mm du centre du volume focal VF. En référence à un moyen de collecte comportant une fibre optique unique, dont le diamètre de cœur est de 600 microns et dont l’extrémité de collecte est située à 4mm du centre du volume focal VF, on multiplie théoriquement par 317 la quantité de particules émises par le plasma qui sont collectées. Il est bien entendu possible de se contenter, en variante, d’une seule fibre optique pour effectuer la collecte, mais dans ce cas, la détection perd en sensibilité. Différentes options sont envisageables pour le moyen MAS, MAS’ d’analyse spectrométrique. Ainsi, selon une première option représentée sur la figure 5(a), on peut envisager un moyen d’analyse spectroscopique MAS comprenant au moins un filtre FCB de type coupe-bande, aptes à assurer un filtrage dans une bande de longueurs d’onde donnée et au moins un photodétecteur PDT, par exemple de type photomultiplicateur d’électrons. On peut notamment utiliser le PMT H12775 proposé par la société Hamamatsu :https://www.hamamatsu.com/eu/en/product/type/H12775/index.html. Le filtre coupe-bande sélectionne ainsi un domaine spectral propre et l’intensité de la lumière (parmi les particules émises par le plasma, on trouve des photons) dans ce domaine spectral est déterminée par le photodétecteur PDT. Par exemple, si l’on considère 4 bandes spectrales A, B, C et D, on obtiendra ainsi l’intensité du signal dans chacune des bandes considérées, à savoir respectivement I I , avec I = A, B, C ou D selon la bande spectrale considérée. A cet effet, il convient alors de prévoir une pluralité de filtres FCB coupe-bande assurant une sélection dans des bandes distinctes et autant de photodétecteurs PDT, notamment de type photomultiplicateur d’électrons, qu’il y a de filtres FCB. On peut aussi mesurer l’intensité globale I G du signal, i.e. l’intensité prise pour toutes les bandes A, B, C et D et sur un temps d’accumulation long. On peut aussi, pour chaque bande spectrale A, B, C et D considérée, compter le nombre d’événements N EI , avec I = A, B, C ou D selon la bande spectrale considérée (indépendamment de toute mesure d’intensité). Ces différentes données, N EI , I I , et I G sont liées à des grandeurs physiques distinctes des particules du jet de particules qui sont analysées. Ainsi, le nombre d’événements N EI peut être relié au nombre de particules du jet de particules qui sont détectées. On peut ainsi déterminer le nombre de particules dans le gaz ambiant prélevé, à savoir une concentration en nombre (i.e. ou volume) des particules dans le gaz prélevé. De plus, I I est proportionnel au nombre d’atomes d’un élément chimique donné présent dans la particule individuelle analysée, c’est-à-dire, à la proportion de l’élément chimique correspondant dans la particule individuelle analysée. On comprend donc incidemment que la comparaison des intensités mesurées dans les différentes bandes spectrales A, B, C et D permet d’obtenir les proportions respectives des différents éléments chimiques (au nombre de 4 si on une intensité sur les 4 bandes spectrales précitées) présents dans la particule individuelle analysée. De plus, l’intensité globale I G est proportionnelle au nombre d’atomes présents dans la particule individuelle analysée. On peut ainsi, par ce biais, déterminer une concentration en masse de particules dans le gaz prélevé par l’échantillonneur E. Il est donc possible d’obtenir un certain nombre d’informations sur les particules biologiques présentes sous forme d’aérosol dans le gaz prélevé. D’un point de vue pratique, cela peut s’effectuer après étalonnage du type de particules biologique que l’on cherche à détecter. Cet étalonnage doit être réalisé au préalable en laboratoire pour pouvoir ensuite, sur le terrain, déterminer l’ensemble de ces données. Par ailleurs, il convient de noter que le temps de réponse d’un photodétecteur de type photomultiplicateur d’électrons est très faible, typiquement de l’ordre de quelques nanosecondes. Ce type de détection est donc particulièrement bien adapté avec l’emploi d’un laser à fonctionnement impulsionnel présentant une fréquence de répétition élevée, comme c’est le cas dans le cadre de l’invention. Aucune précaution particulière n’est donc à prendre pour éviter que le temps de réponse/accumulation du photodétecteur PDT soit au-delà d’un cycle du laser (cycle = temps entre deux impulsions du laser). Selon une deuxième option représentée sur la figure 5(b), on peut envisager un moyen d’analyse spectroscopique MAS’ comportant un spectrographe optique SO équipé d’une caméra de type dispositif à transfert de charge intensifié ICCD. Cette deuxième option permet une analyse spectrale complète dans une gamme très étendue de longueur d’onde. Elle permet aussi une quantification des éléments chimiques présents dans les particules individuelles du jet de particules qui sont analysées – après étalonnage en laboratoire. Cette option permet finalement d’accéder aux mêmes informations que celles obtenues avec la première option à savoir une concentration en masse, une concentration en nombre et une taille des particules d’aérosol. En pratique, l’intensité I G peut être obtenue en sélectionnant un mode nommé « accumulation » sur la caméra ICCD. En revanche, pour obtenir I I et N IE (avec I = A, B, C ou D si l’on reprend l’exemple présenté ci-dessus), il convient d’employer un mode de fonctionnement spécifique de la caméra ICCD pour palier à la lenteur d’acquisition de cette caméra. En effet, le temps de réponse de ce type de caméra est de l’ordre de la centaine de millisecondes, temps qui n’est pas nécessairement compatible avec l’emploi d’un laser impulsionnel fonctionnant à une fréquence de répétition élevée. Aussi, le temps d’accumulation de la caméra ICCD doit être maintenu inférieur à la durée séparant deux impulsions laser successives, en prenant dûment en compte le temps de retard entre une impulsion laser et le début d’acquisition par la caméra ICCD, la largeur de la porte à savoir le temps pendant lequel la caméra ICCD accumule le signal et le temps de lecture de la caméra ICCD, à savoir le temps pendant lequel l’électronique associé à la caméra lit les informations contenues sur les pixels de la caméra ICCD. Pour effectuer toutes ces mesures, il convient de s’assurer que le dispositif D de caractérisation des particules par spectrométrie de plasma induit par laser n’analyse à la fois qu’une particule individuelle dans le volume focal VF. D’un point de vue statistique, il peut être montré que le volume focal VF du dispositif D ne présentera qu’une particule individuelle du jet de particules (cf. ) que si on détecte la présence d’une particule pour, au plus, 1 tir laser sur 10. Dans le cas de la détection de particules biologiques, tels que des virus ou des bactéries, cette condition sera en pratique de fait remplie, en raison des niveaux de concentration attendus pour de telles particules. En effet, typiquement, les concentrations en virus dans l’air peuvent être très faibles, par exemple inférieure à 100 virus/cm3. Pour autant une telle concentration est souvent suffisante pour infecter une personne. Enfin, il convient de noter qu’il peut être intéressant de collecter les particules pour en faire une analyse ex situ, venant confirmer ou compléter, avec des techniques différentes les résultats obtenus en temps réel avec le dispositif D conforme à l’invention. Pour cette raison, et comme cela est notamment visible sur la , il est utile que le dispositif D prévoit un porte-substrat MET, lequel pourra comprendre d’une part un substrat (le dépôt peut ensuite être employé pour faire de la fluorescence X par exemple) et de part et d’autre de celui-ci, des grilles (pour réaliser de la microscopie électronique de transmission). Le porte-substrat est avantageusement monté à rotation autour de son axe principale et ce pour pouvoir exposer les grilles au jet de particules sur des durées relativement courtes. En effet, dans le but d’effectuer de la microscopie électronique en transmission permet alors d’étudier l’état d’agglomération réel des particules dans le jet (si on déposait des couches de particules sur ces grilles, comme cela est effectué sur le substrat, cela ne pourrait pas être envisagé). Comme cela a été dit précédemment, la technique de mesure employée permet d’obtenir un certain nombre d’informations sur les particules biologiques que l’on cherche à détecter. Toutefois, le technique de mesure décrite précédemment ne permet pas nécessairement de détecter tout type de particule biologique de manière univoque. Par exemple, en utilisant différentes bandes spectrales A, B, C et D correspondant respectivement au carbone, à l’hydrogène, à l’azote et à l’oxygène, et à l’aide d’une mesure de l’intensité dans chaque bande spectrale, il est possible que les proportions respectives de chacun de ces quatre types d’éléments chimiques définissent des particules biologiques en réalité bien distinctes. Il est certes possible, dans certains cas, d’ajouter une bande spectrale très spécifique pour détecter un élément chimique très particulier se retrouvant exclusivement dans la particule biologique recherchée, mais cela ne permet pas malgré tout d’identifier de manière univoque toutes les particules biologiques. Aussi, il est également prévu dans le cadre de l’invention de fournir une telle possibilité pour toute particule biologique. A cet effet, le procédé selon l’invention prévoit, entre l’étape a) et l’étape b), les sous-étapes suivantes : aa) introduire le gaz ambiant dans une chambre CHM dite de mélange, ab) introduire dans la chambre de mélange, sous la forme d’un aérosol, au moins un type de récepteur d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser, ledit au moins un type de récepteur étant par ailleurs marqué, ac) mélanger, dans la chambre de mélange, l’aérosol comportant ledit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser avec le gaz ambiant prélevé et comportant lesdites particules biologiques à caractériser. Un système S apte à mettre en œuvre les étapes aa), ab) et ac) est représenté sur la , en position par rapport au dispositif D de caractérisation desdites particules par spectrométrie de plasma induit par laser représenté sur les figures précédentes. Par ailleurs, un schéma plus précis de la chambre CHM de mélange et des différents éléments permettant d’alimenter celle-ci en divers composants est représenté sur la . Le système S comprend un moyen M pour générer l’aérosol dudit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser. Le système S comprend également une chambre CHM de mélange comportant : - une première entrée E1 pour le gaz à prélever, - une deuxième entrée E2 pour l’aérosol généré par ledit moyen M pour générer un aérosol dudit au moins un type de récepteur spécifique et marqué des particules biologiques que l’on cherche à caractériser, et - une sortie OUT pour le mélange entre ledit aérosol comportant ledit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser avec le gaz ambiant prélevé et comportant lesdites particules biologiques à caractériser. On peut mieux comprendre l’intérêt de la chambre CHM de mélange à l’appui de la . Sur cette , on observe, sur la gauche de l’entrée E1, le gaz environnant comportant deux types de particules, à savoir les particules biologiques PB que l’on cherche à caractériser et toutes les autres particules AP. Toutes ces particules entrent ensuite à l’intérieur de la chambre CHM de mélange par l’entrée E1. Avant l’entrée E2 de la chambre de mélange, une solution SOL de récepteurs marqués est pulvérisée, par un pulvérisateur PUL, sous la forme de gouttelettes G (aérosol) contenant les récepteurs marqués. En passant par un sécheur SECH1 (optionnel), les récepteurs marqués RM sont séchés. Les récepteurs marqués RM entrent alors dans la chambre de mélange par l’entrée E2. Puis, au sein de la chambre de mélange, les récepteurs marqués se lient aux molécules spécifiques de la particule biologique que l’on cherche à caractériser pour former une particule biologique marquée PBM. L’objectif de la chambre de mélange est bien entendu d’obtenir un maximum de particules biologiques marquées. Toutefois, et comme on peut le voir sur la , on retrouve, au niveau de la sortie OUT de la chambre de mélange, des récepteurs marqués RM qui n’ont pas pu se lier à des particules biologiques PB ainsi que lesdites autres particules AP présentes dans le gaz environnant prélevé au niveau de l’entrée E1 de la chambre CHM de mélange. La chambre de mélange CHM pourra comporter au moins un sécheur SECH1, SECH2. Le sécheur SECH1 peut être disposé ente le moyen M pour générer l’aérosol dudit au moins un type de récepteur et la deuxième entrée DE de la chambre CHM de mélange. Cela permet donc de sécher, avant la mise en œuvre de l’étape ab), l’aérosol comportant ledit au moins un type de récepteur marqué. Cette étape de séchage peut avoir un intérêt lorsque la molécule spécifique en question de la particule biologique recherchée et/ou son récepteur peuvent se lier en milieu sec. Le séchage est nécessaire pour employer le dispositif D situé après la chambre CHM de mélange. En variante, le sécheur SECH2 peut être situé au niveau de la sortie OUT de la chambre CHM de mélange – en l’absence donc de tout sécheur SECH1. Cela permet donc de sécher, après la sous-étape ac), le mélange formé avant de mettre en œuvre l’étape b). Cette étape de séchage peut être envisagée lorsque la molécule spécifique en question de la particule biologique recherchée et/ou son récepteur ne peuvent se lier qu’en milieu aqueux. Le séchage n’est alors effectué qu’en sortie de la chambre de mélange, après que la liaison a été effectué. Bien entendu, dans le cas où le sécheur SECH1 est mis en œuvre, on peut en outre faire fonctionner le sécheur SECH2. Dans un mode de réalisation particulier, la chambre CHM de mélange pourra être un tambour rotatif de Goldberg. Un tel tambour permet d’augmenter la stabilité des aérosols dans le temps (on prévient alors grandement le dépôt des aérosols sur les parois). Avantageusement, le marquage du récepteur pourra s’effectuer avec un matériau magnétique (ex. nanoparticules comportant du Cobalt). Dans ce cas, après la sous-étape ac), on peut sélectionner, par tout moyen magnétique approprié, par exemple disposé en sortie OUT de la chambre CHM de mélange, les seules particules comportant ce matériau magnétique, avant de mettre en œuvre l’étape b). Autrement dit, seules les particules comportant le matériau magnétique peuvent alors entrer dans le dispositif D de caractérisation par spectrométrie de plasma induit par laser, les autres restant dans la chambre CHM de mélange. Ainsi, si l’on reprend le schéma de la , on peut faire en sorte que lesdites autres particules AP prélevées dans le gaz environnant n’entrent pas dans le dispositif D de caractérisation desdites particules par spectrométrie de plasma induit par laser. Générer l’aérosol de récepteurs marqués RM à partir d’une solution SOL, comme représenté sur la n’est qu’une option. Toutefois, lorsque cette option est employée, la solution SOL peut être à base aqueuse. Cependant, lorsque la nature du récepteur le permet, la solution SOL peut être à base d’alcool, par exemple d’éthanol. Ceci permet un séchage plus aisé, l’alcool étant plus volatil que l’eau. Eventuellement, ceci permet d’ailleurs de se passer de tout sécheur SECH1 et/ou SECH2 au sein du système S. Avantageusement, l’étape ab) pourra consister à introduire dans la chambre CHM de mélange, sous la forme d’un aérosol, plusieurs types distincts de récepteurs d’une molécule spécifique de différents types de particules biologiques que l’on cherche à caractériser, chaque type de récepteur étant par ailleurs marqué. Il est ainsi possible d’avoir un premier type de récepteur apte à se lier à un premier type de molécule biologique, par exemple le SARS-CoV 1, et d’avoir un deuxième type de récepteur apte à se lier à un deuxième type de molécule biologique, par exemple le SARS-CoV 2. Et pour améliorer la caractérisation, on pourra en outre prévoir un marquage différent pour chaque type de récepteur. Ainsi, en reprenant notre exemple, le marquage pour le récepteur d’une molécule spécifique du SARS-CoV 1 pourra être constitué par des nanoparticules d’argent et le marquage pour le récepteur d’une molécule spécifique du SARS-CoV 2 pourra être constitué par des nanoparticules d’or. Le couple récepteur/molécule spécifique peut être divers. En particulier, il peut s’agir d’un couple anticorps/antigène, avidin/biotin, lectine/polysaccharide ou encore ADN-ANP (Acide DésoxyriboNucléique-Acide Nucléique Peptidique). Comme cela a été indiqué précédemment, le marquage va permettre pour tout type de particule biologique d’en faire une caractérisation univoque, par exemple de caractériser de manière univoque le SARS-CoV 2 lié à un récepteur marqué par des nanoparticules d’or. Au niveau du volume focal VF, un tir laser peut en effet aboutir à ne détecter aucune particule. C’est en pratique le cas le plus fréquent puisqu’il va concerner au moins 9 tirs laser sur 10. Il peut aussi aboutir à détecter, dans certains cas, une particule AP présente dans le gaz prélevé, non biologique. Ceci ne présente pas d’intérêt dans le cadre de l’invention. Lorsqu’une particule biologique est toutefois présente dans le volume focal VF, la détection de celle-ci peut en revanche s’effectuer en détectant par exemple, les longueurs d’onde caractéristiques de l’un quelconque des éléments chimiques suivants : carbone (247,86nm), hydrogène, azote (entre 746 et 776 nm) ou oxygène (entre 77,2 et 77,5 nm). Ces éléments chimiques sont toutefois présents dans toute matière organique et cela ne permet pas, dans un bon nombre de cas, et même en analysant les compositions respectives de chacun de ces éléments chimiques avec une détection par bandes spectrales d’obtenir une information univoque. C’est pourquoi on peut ajouter la détection d’éléments chimiques plus rares, comme par exemple le phosphore (identifiable à 178nm, 214nm ou encore 254nm) et présent dans le SARS-CoV 2. Cela ne permet cependant pas de réaliser une détection univoque dans tous les cas. La présence du marquage améliore donc les choses puisque, bien choisi (par exemple nanoparticules d’or), il fournit un signal LIBS aisément identifiable en longueur d’onde et par ailleurs intense (268nm ou 275nm pour les nanoparticules d’or). Toutefois, comme cela a été indiqué avec la description de la , des récepteurs marqués RM non liés aux particules biologiques PB que l’on cherche à détecter (et ce malgré la présence d’une chambre de mélange), sont susceptibles d’entrer dans le dispositif D fonctionnant par LIBS. Il convient donc en fait, pour assurer une détection univoque de la particule biologique, de détecter le signal caractéristique du marquage et dans le même temps un signal caractéristique de la particule biologique en question. Si l’on prend l’exemple du SARS-CoV 2, sa présence peut être assurée sans doute possible en détectant à la fois un pic d’intensité dans le signal détecté à une longueur d’onde caractéristique de l’élément chimique phosphore et, à une longueur d’onde caractéristique des nanoparticules d’or étant rappelé que, par élaboration, les nanoparticules d’or marquent alors un récepteur (ex. : anticorps) d’une molécule spécifique (ex. : antigène) du SARS-CoV 2. Il convient enfin de noter que, dans la mesure où l’invention permet la détection univoque d’une particule biologique, elle permet aussi de compter le nombre de détection de cette particule biologique par unité de temps. Une calibration préalable en laboratoire (avec laquelle on effectue un comptage du nombre de détection par unité de temps d’une particule biologique donnée et pour une concentration cette fois connue de ladite particule biologique) permet alors, en utilisation, d’associer à ce comptage, une concentration en nombre (nombre par unité de volume) de la particule biologique en question (ex. : virus). Si l’on reprend l’exemple sur SARS-CoV2, on est ainsi capable d’en déterminer la concentration et par suite, la probabilité, pour une individu, d’être infecté. Procédé pour caractériser des particules biologiques sous forme d’aérosol, à savoir en suspension dans un gaz ambiant, par spectrométrie de plasma induit par laser, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : a) prélever du gaz ambiant, lequel comporte les particules biologiques que l’on cherche à caractériser ; b) générer un jet desdites particules (JAB) dans une chambre (CH) sous vide ; c) émettre un faisceau laser (FL) sous la forme d’impulsions et focaliser ledit faisceau laser dans ladite chambre (CH) sous vide, transversalement à une direction de propagation du jet de particules (JP), pour créer, dans un volume focal (VF), un plasma par l'interaction entre le faisceau laser (FL) et au plus une particule (N P ) individuelle du jet, ledit plasma émettant d'autres particules, caractéristiques de l'interaction entre le faisceau laser et ladite particule individuelle du jet ; d) collecter lesdites particules émises par le plasma; et e) effectuer une analyse spectrométrique de ces particules pour finalement caractériser lesdites particules biologiques. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, entre l’étape a) et l’étape b), on met en œuvre les sous-étapes suivantes : aa) introduire le gaz ambiant dans une chambre (CHM) dite de mélange, ab) introduire dans la chambre de mélange, sous la forme d’un aérosol, au moins un type de récepteur d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser, ledit au moins un type de récepteur étant par ailleurs marqué, ac) mélanger, dans la chambre de mélange, l’aérosol comportant ledit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser avec le gaz ambiant prélevé et comportant lesdites particules biologiques à caractériser. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, avant l’étape ab), on sèche l’aérosol comportant ledit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser. Procédé selon la revendication 2, dans lequel, après la sous-étape ac), on sèche le mélange formé avant de mettre en œuvre l’étape b). Procédé selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel le marqueur étant un matériau magnétique, après la sous-étape ac), on sélectionne, par tout moyen magnétique approprié, les seules particules comportant ce matériau magnétique, avant de mettre en œuvre l’étape b). Procédé selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel l’aérosol comportant ledit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser est obtenu à partir d’une solution (SOL) pulvérisée desdits récepteurs marqués. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la solution (SOL) est à base d’alcool, par exemple d’éthanol. Procédé selon l’une des revendications 2 à 7, dans lequel l’étape ab) consiste à introduire dans la chambre (CHM) de mélange, sous la forme d’un aérosol, plusieurs types distincts de récepteur d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser, chaque type de récepteur étant par ailleurs marqué. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel chaque type de récepteur est marqué différemment. Système (D) pour la mise en œuvre d’un procédé selon l’une des revendications 2 à 9, ledit système (S) comprenant : un moyen (M) pour générer l’aérosol dudit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser ; une chambre (CHM) de mélange comprenant : une première entrée (E1) pour le gaz à prélever, une deuxième entrée (E2) pour l’aérosol généré par ledit moyen (M) pour générer un aérosol dudit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser, et une sortie (OUT) pour le mélange entre ledit aérosol comportant ledit au moins un type de récepteur marqué d’une molécule spécifique des particules biologiques que l’on cherche à caractériser avec le gaz ambiant prélevé et comportant lesdites particules biologiques à caractériser ; un dispositif (D) de caractérisation desdites particules par spectrométrie de plasma induit par laser comportant : un système (SG) pour générer, à partir du gaz issu de la chambre (CHM) de mélange, le jet desdites particules (JP) dans une chambre (CH) à laquelle est associé un moyen de pompage (MP) du gaz présent dans la chambre afin de faire régner le vide dans cette chambre, un laser (L) apte à émettre le faisceau laser (FL) sous la forme d'impulsions, auquel est associé un dispositif optique (DO) agencé pour focaliser ledit faisceau laser dans la chambre (CH), transversalement à la direction de propagation du jet de particules (JP), et créer, dans le volume focal (VF), ledit plasma par l'interaction entre le faisceau laser (FL) et les particules (N P ) du jet, ledit plasma émettant d'autres particules, caractéristiques de l'interaction entre le faisceau laser et lesdites particules du jet, au moins un dispositif de détection (DD, DD’) comportant un moyen (MC) pour collecter les particules émises par le plasma et un moyen (MAS, MAS’) pour effectuer une analyse spectrométrique de ces particules. Système (S) selon la revendication précédente, dans lequel la chambre de mélange (CHM) comporte au moins un sécheur (SECH1, SECH2), disposé soit ente le moyen (M) pour générer l’aérosol dudit au moins un type de récepteur marqué et la deuxième entrée (DE) de la chambre de mélange (CHM), soit au niveau de la sortie (OUT) de la chambre de mélange (CHM). Système (S) selon la revendication 10, dans lequel la chambre de mélange est un tambour rotatif de Goldberg. Système (S) selon l’une des revendications 10 à 12, dans lequel le moyen (MC) pour collecter les particules émises par le plasma comporte une pluralité de N fibres optiques (FO 1 , FO 2 , FO 3 , …, FO N-1 , FO N ), avec N un entier naturel strictement supérieur à l’unité, une extrémité (E1, E2, E3,…, EN) de chaque fibre optique (FO 1 , FO 2 , FO 3 , …, FO N-1 , FO N ) étant agencée autour du volume focal (VF) et pointant vers ce volume focal (VF) pour assurer la collection des particules émises par le plasma. Système (S) selon la revendication précédente, dans lequel lesdites fibres optiques (FO) sont montées sur une paroi externe (P EXT ), de forme sphérique, de la chambre (CH). Système (S) selon l’une des revendications 10 à 14, dans lequel le moyen (MAS, MAS’) pour effectuer une analyse spectrométrique des particules émises par le plasma comporte : une pluralité de filtres (FCB) de type coupe-bande, apte à assurer un filtrage dans une bande de longueurs d’ondes distinctes les unes des autres, et un photodétecteur (PDT), par exemple de type photomultiplicateur d’électrons, associé à chaque filtre coupe-bande.