Brevet FR3118488A1 — publié le 20220701

Dispositif de détection photoacoustique (1), destiné à être appliqué, par une face de contact (3), contre un milieu à analyser (2), le dispositif comportant : une cavité creuse (20), débouchant sur une ouverture de contact (22), l’ouverture de contact étant ménagée dans la face de contact; une source de lumière (10), impulsionnelle ou modulée en amplitude, configurée pour émettre, lorsqu’elle est activée, un faisceau lumineux incident (11), dans une bande spectrale d'émission (Δλ), à travers la cavité (20), jusqu'à l’ouverture de contact ; un transducteur acoustique (28) relié à la cavité, et configuré pour détecter une onde photoacoustique (12) s’étendant à travers la cavité ; de telle sorte que sous l'effet d'une illumination du milieu, par le faisceau lumineux incidente, le transducteur acoustique détecte une onde acoustique produite par un échauffement du milieu (2); le dispositif étant caractérisé en ce que : la cavité comporte une membrane s’étendant à travers la cavité, en regard de la face de contact ; la membrane est délimitée par une face inférieure (23 i ) et une face supérieure (23 s ), la membrane comportant des ouvertures traversantes (23 o ) ménagées entre la face inférieure et la face supérieure. Figure 1B. Dispositif de détection photoacoustique comportant une membrane de protection Le domaine technique de l'invention est la détection d'un analyte par détection photoacoustique. ART ANTERIEUR La détection photoacoustique est basée sur la détection d'une onde acoustique générée sous l'effet de l'absorption, par un milieu analysé, d'une onde incidente électromagnétique impulsionnelle ou modulée en amplitude. L'onde acoustique est formée suite à un échauffement de molécules d'intérêt, présentes dans le milieu analysé, sous l'effet de l'absorption de l'onde incidente. L'échauffement entraîne une dilatation thermique modulée du milieu, cette dernière étant à l'origine de l'onde acoustique. La détection photoacoustique peut être spécifique à un analyte particulier, en ajustant la longueur d'onde de l'onde incidente électromagnétique à une longueur d'onde d'absorption de l'analyte. La détection photoacoustique a été ainsi été appliquée pour détecter des espèces gazeuses dans un gaz, ou pour détecter la présence de molécules particulières dans des tissus biologiques. La longueur d'onde de l'onde incidente se situe fréquemment dans l'infra-rouge. La détection photoacoustique constitue alors une technique d'analyse non invasive, pouvant être mise en œuvre dans des milieux diffusants ou opaques. Des applications de détection photoacoustique à des tissus biologiques sont décrites dans les publications suivantes : Bauer AJ. "IR-spectroscopy for skin in vivo : optimal skin sites and properties for non-invasive glucose measurement by photoacoustic and photothermal spectroscopy" ; Journal of biophotonics 11 (2018) ; "Windowless ultrasound photoacoustic cell for in-vivo mid-IR spectroscopy of human epidermis : Low interference by changes of air pressure, temperature, and humidity caused by skin contact opens the possibility for a non-invasive monitoring of glucose in the interstitial fluid", Rev. Sci. Instrum. 84, 084901 (2013). Dans ces publications, on utilise une source de lumière laser modulée en amplitude, activée selon une fréquence comprise entre plusieurs dizaines de Hz et de plusieurs dizaines de kHz. L'objectif est d'estimer une concentration de glucose dans le fluide interstitiel corporel, à une profondeur comprise entre 10 µm et 100 µm sous la surface de la peau d'un utilisateur. On utilise pour cela un dispositif de détection photoacoustique placé contre la peau d'un utilisateur. Un dispositif de détection photoacoustique comporte un transducteur, configuré pour détecter une onde acoustique modulée en amplitude sous l’effet de l’échauffement périodique induit par l’onde lumineuse modulée. Plus précisément, le dispositif de détection photoacoustique est agencé pour détecter une modulation périodique de pression, selon une période dépendant de la fréquence de modulation de l’onde lumineuse. Une fonction de réponse du dispositif photoacoustique peut être calibrée, de façon à établir une corrélation entre la modulation de pression mesurée et la quantité d’analyte présente dans le milieu analysé. Une difficulté peut survenir du fait de la vapeur d’eau émanant de la peau, par effet de sueur. La vapeur d’eau peut se condenser et former des gouttelettes, pouvant endommager le transducteur. Par ailleurs, au cours de l’utilisation du dispositif, des poussières, ou autres éléments indésirables, par exemple des débris de peau, peuvent s’accumuler dans le dispositif. L’invention a pour objectif de résoudre ce problème. Un premier objet de l’invention est un dispositif de détection photoacoustique, destiné à être appliqué, par une face de contact, contre un milieu à analyser, le dispositif comportant : une cavité creuse, débouchant sur une ouverture de contact, l’ouverture de contact étant ménagée dans la face de contact; une source de lumière, impulsionnelle ou modulée en amplitude, configurée pour émettre, lorsqu’elle est activée, un faisceau lumineux incident, dans une bande spectrale d'émission, à travers la cavité, jusqu'à l’ouverture de contact ; un transducteur acoustique relié à la cavité, et configuré pour détecter une onde acoustique s’étendant à travers la cavité ; de telle sorte que sous l'effet d'une illumination du milieu, par le faisceau lumineux incident, le transducteur acoustique détecte une onde acoustique, produite par un échauffement du milieu; le dispositif étant caractérisé en ce que : la cavité comporte une membrane s’étendant à travers la cavité, en regard de la face de contact ; la membrane est délimitée par une face inférieure et une face supérieure, la membrane comportant des ouvertures traversantes ménagées entre la face inférieure et la face supérieure. Par ouverture traversante, il est entendu une ouverture permettant un passage de l’air à travers l’ouverture, entre la face inférieure et la face supérieure de la membrane. Le dispositif peut comporter une des caractéristiques décrites ci-dessous, prises isolément ou selon les combinaisons techniquement réalisables. Le rayon de chaque ouverture traversante est compris entre 5 µm et 25 µm. La membrane définit un facteur d’ouverture, correspondant à un ratio d’une surface cumulée de chaque ouverture traversante sur la surface totale de la face inférieure ou de la face supérieure de la membrane, le facteur d’ouverture étant par exemple compris entre 0,05 et 0,3. L’épaisseur de la membrane est comprise entre 100 µm et 1 mm. La membrane s’étend à l’intérieur de la cavité, à une distance non nulle de la face de contact. Avantageusement : la membrane est agencée de telle sorte que, lorsque la source de lumière est activée, le faisceau lumineux incident traverse la membrane avant d’atteindre l’ouverture de contact ; la membrane comporte une portion d’intersection, correspondant à une partie de la membrane traversée par le faisceau lumineux ; au moins dans la portion d’intersection, la membrane est constituée d’un matériau transparent, présentant une transmittance, dans la bande spectrale d’émission, supérieure à 0,4 et de préférence supérieure à 0,8. La membrane peut être pleine dans la portion d’intersection. Par pleine, il est entendu sans ouverture traversante. Le matériau transparent peut être constitué d’au moins un matériau choisi parmi : Si, Ge, AlN, ZnSe, BaF 2 , CaF 2 , KBr, ZnS, Saphir. Au moins dans la portion d’intersection, la face supérieure de la membrane peut comporter un revêtement anti-reflet. Le revêtement antireflet peut être appliqué sur toute la face supérieure, et éventuellement sur tout ou partie de la face inférieure. Selon une possibilité, la membrane est monolithique. Elle est fabriquée à partir d’un même matériau (hors éventuel revêtement hydrophobe ou revêtement anti-reflet). Selon une possibilité, la membrane est constituée : d’un premier matériau en dehors de la portion d’intersection ; d’un matériau auxiliaire, formant ledit matériau transparent, dans la portion d’intersection. La membrane peut comporter un revêtement hydrophobe, notamment sur la face inférieure. Selon un mode de réalisation, la cavité est délimitée par une paroi transversale et une paroi latérale, la paroi latérale s'étendant entre la paroi transversale et la face de contact ; la membrane s’étend entre deux faces opposées de la paroi latérale. La paroi transversale peut être parallèle à la face de contact. Selon un mode de réalisation, la membrane est disposée de façon amovible dans la cavité. La source de lumière peut être une source laser. Le volume de la cavité peut être inférieur à 50 µL. L'invention sera mieux comprise à la lecture de l'exposé des exemples de réalisation présentés, dans la suite de la description, en lien avec les figures listées ci-dessous. FIGURES La montre un mode de réalisation de dispositif de détection photoacoustique. La schématise une séparation de la cavité du dispositif en une cavité inférieure et une cavité supérieure. La schématise une membrane. La montre une fonction de transmission, prenant en compte la réflexion aux interfaces, d’une membrane de Silicium d’épaisseur 300 µm. La schématise une goutte formée sur la surface inférieure de la membrane et pénétrant dans une ouverture traversante pratiquée dans la membrane. La représente une cavité modélisée, dans laquelle une membrane sépare une cavité inférieure et une cavité supérieure. La schématise un circuit électrique équivalent de la cavité modélisée sur la . La montre une amplitude de modulation de la pression dans la cavité inférieure et dans la cavité supérieure en prenant en compte deux facteurs d’ouverture de la membrane. La représente une variante dans laquelle la membrane comporte une partie pleine, dans une portion d’intersection correspondant à une portion de la membrane traversée par un faisceau lumineux incident. La schématise une variante dans laquelle la membrane est une membrane composite, formée par un matériau « standard » pas nécessairement transparent dans l’infra-rouge, et un matériau auxiliaire, transparent dans l’infra-rouge, ce dernier étant disposé dans la portion d’intersection. EXPOSE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS On a schématisé, sur la , un dispositif 1 permettant une mise en œuvre de l'invention. Le dispositif 1 est configuré pour être appliqué contre un milieu 2 à analyser. Le dispositif comporte une face de contact 3, destinée à être appliquée contre le milieu à analyser. La face de contact est conçue pour se conformer au milieu contre laquelle elle est destinée à s'appuyer. Elle est par exemple plane. Dans cet exemple, le milieu 2 est la peau d'un utilisateur. Le dispositif comporte une source de lumière 10, configurée pour émettre un faisceau lumineux 11 se propageant jusqu'au milieu 2 à analyser. La source de lumière 10 est impulsionnelle ou modulée en amplitude. Le faisceau lumineux 11 est émis dans une bande spectrale d'émission Δλ comportant une longueur d'onde d'absorption λ a d'un analyte 4 présent dans le milieu. Un objectif du dispositif 1 est de détecter la présence de l'analyte 4 et éventuellement d'en estimer une concentration. L'analyte 4 peut être une molécule présente dans un fluide corporel. Il peut par exemple s'agir de glucose, ou d'un analyte corporel de type cholesterol, triglycérides, urée, albumine, alcool (par exemple éthanol), tétrahydrocannabinol. La bande spectrale d'émission s'étend de préférence dans le visible ou dans l'infra-rouge, par exemple entre des longueurs d'onde de 3 µm et de 15 µm. De préférence, la bande spectrale d'émission Δλ est suffisamment étroite, de façon que le dispositif 1 soit spécifique à un seul analyte. Lorsque l'analyte est le glucose, la bande spectrale d'émission est centrée sur une longueur d'onde d'absorption du glucose, par exemple correspondant à un nombre d’onde de 1034 cm -1 . La source de lumière 10 peut notamment être une source laser impulsionnelle, par exemple un laser accordable en longueur d'onde de type QCL (Quantum Cascade Laser). La bande spectrale d'émission Δλ est alors située dans l'infra-rouge. Selon d'autres modes de réalisation, la source de lumière peut être une source de type filament, ou une diode électroluminescente. Selon ces modes de réalisation, il est préférable d'associer la source de lumière à un filtre passe-bande pour définir une bande spectrale d'émission suffisamment étroite, et centrée sur la longueur d'onde d'absorption considérée. Cependant, le recours à une source laser est préféré. Dans le mode de réalisation représentés sur la , le dispositif 1 comporte un composant optique 15, configuré pour dévier le faisceau lumineux 11 émis par la source de lumière, vers le milieu 2 à analyser. Le dispositif 1 est destiné à être appliqué contre le milieu à analyser 2. Il comporte une enveloppe de confinement 21, disposée au contact du milieu, et délimitant une cavité 20. La cavité 20 débouche sur ouverture de contact 22, ménagée dans la face de contact 3, de façon à déboucher sur le milieu 2. Le faisceau lumineux 11, après avoir été réfléchi par le composant optique 15, se propage jusqu'au milieu 2 à travers la cavité 20, ainsi qu'à travers l’ouverture de contact 22. Le dispositif comporte une fenêtre transparente 17, configurée pour transmettre le faisceau lumineux incident 11. Dans le dispositif représenté sur la , le composant optique 15 est un réflecteur, prenant la forme d'un prisme réfléchissant. De préférence, le faisceau lumineux incident 11 parvient jusqu'au milieu 2 selon une incidence normale, ou sensiblement normale. Par sensiblement normal, on entend normal en considérant une tolérance angulaire de ± 30 °. Sous l'effet de la présence d'un analyte 4 dans le milieu 2, une onde acoustique, dite onde photoacoustique 12, est formée. L'onde photoacoustique 12 est une onde acoustique formée à partir d'un échauffement périodique du milieu par le faisceau lumineux incident 11, ce dernier étant impulsionnel ou modulé en amplitude. Une partie de l'onde photoacoustique 12 s’étend à travers la cavité 20 de façon à être détectée par un transducteur acoustique 28. Le transducteur acoustique 28 est relié à la cavité 20 par un canal acoustique 25. Le transducteur acoustique peut être un microphone, présentant une gamme spectrale de détection comprenant la fréquence de l'onde photoacoustique. L’onde photoacoustique est modulée en amplitude selon la fréquence d’impulsion ou de modulation d’amplitude de la source de lumière. Ainsi, au niveau du transducteur, la pression est modulée en amplitude. L'enveloppe de confinement 21 comporte : une composante latérale 21 1 , s'étendant de préférence parallèlement à un axe normal Z à la face de contact 3. La composante latérale 21 1 forme une paroi latérale délimitant la cavité. une composante transversale 21 2 , s'étendant parallèlement, ou sensiblement parallèlement à la face de contact 3, en regard de cette dernière. La composante transversale 21 2 s'étend parallèlement, ou sensiblement parallèlement à l’ouverture de contact 22. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1A, la composante transversale 21 2 inclut la fenêtre 17. La composante transversale 21 1 forme une paroi transversale délimitant la cavité. Par sensiblement parallèlement, on entend parallèle en admettant une tolérance angulaire de ± 30° ou ± 20°. La face latérale 21 1 s'étend entre la face de contact 3 et la face transversale 21 2 . Le dispositif comporte un capot de protection 30, enveloppant les composants précédemment décrits. La source de lumière est disposée sur un support 13, relié au capot 30. Comme mentionné dans la publication Kottmann "Mid-infrared photoacoustic detection of glucose in human skin : towards non-invasive diagnostics", Sensors 2016, 16, 1663, une relation peut être établie, entre l'amplitude de modulation de l'onde photoacoustique, à la fréquence de modulation et le volume de la cavité 20, de telle sorte que : où : est l'opérateur proportionnel ; est l'intensité du faisceau lumineux incident à la longueur d'onde ; est un coefficient d'absorption du milieu analysé à la longueur d'onde ; est le volume de la cavité, incluant éventuellement le canal acoustique; est la fréquence de modulation de l'onde acoustique. Lorsque la fréquence et l'intensité du faisceau lumineux sont fixées, l'amplitude de modulation de l'onde photoacoustique , détectée par le transducteur acoustique est proportionnelle au coefficient d'absorption du milieu . Or, ce dernier est considéré comme proportionnel à la concentration d'analyte dans le milieu. Ainsi, la mesure de l'amplitude de modulation par le transducteur acoustique 28 permet une estimation de la concentration d'analyte 4 dans le milieu, via une prise en compte du coefficient d'absorption du milieu . Le dispositif comporte une membrane 23, s’étendant à l’intérieur de la cavité 20, entre la face de contact 3 et le transducteur 28. Comme illustré sur la , la membrane 23 permet une segmentation de la cavité entre : une cavité inférieure 20 i , s’étendant entre la face de contact 3 et la membrane 23 ; une cavité supérieure 20 s ,s’étendant entre la membrane 23 et le transducteur 28. Ainsi, la membrane forme un écran de protection, interposé entre la cavité inférieure 20 i et la cavité supérieure 20 s . Cela permet d’isoler la cavité supérieure 20 s de gouttelettes d’eau ou de poussières, ou autres éléments indésirables susceptibles d’être présents dans la cavité inférieure 20 i , en ayant accédé à cette dernière à travers l’ouverture de contact 22. La membrane 23 s’étend à l’intérieur de la cavité 20 , à une distance non nulle de l’ouverture de contact 22. En effet, lors de la mise en œuvre du dispositif, il est préférable que le membrane 23 ne soit pas en contact avec la peau 2, afin de ne pas perturber l’échauffement d’une couche superficielle de gaz au contact de la peau 2. Le fait de disposer la membrane à distance permet de maintenir une couche d’air entre l’ouverture de contact 22 et la membrane. La distance entre la membrane et l’ouverture de contact est de préférence supérieure à 200 µm, ou 500 µm. La membrane s’étend de préférence à travers toute la cavité, en regard de la face de contact 3. Elle s’étend entre des points opposés de la face latérale. La membrane est de préférence disposée parallèlement à la face de contact, ou sensiblement parallèlement à cette dernière. La membrane 23 est maintenue à l’intérieur de la cavité 20, par un support 24. Dans cet exemple, la membrane est insérée dans le support 24. La membrane 23 peut être amovible, ce qui permet un remplacement et/ou un nettoyage de cette dernière. Lorsque la source de lumière 10 est activée, le faisceau lumineux 11 traverse la membrane 23 avant d’atteindre l’ouverture de contact 22. La membrane comporte une portion d’intersection 23 i nt , correspondant à la partie de la membrane traversée par le faisceau lumineux 11. Au moins dans la portion d’intersection 23 i nt , la membrane est formée d’un matériau présentant une transmittance élevée dans la bande spectrale Δλ du faisceau d’émission 11. Par transmittance élevée, on entend une transmittance du matériau de préférence supérieure à 0,4 voire et de préférence supérieure à 0,8, par exemple de l’ordre de 0,9 ou davantage. Le matériau peut par exemple être le silicium. Par transmittance, on entend une fraction de l’intensité lumineuse transmise par la membrane 23. La membrane peut être partiellement ou entièrement formée de Si, ou autre matériau transparent à l’infra-rouge, par exemple Si poreux, Ge, AlN, ZnSe, BaF 2 , CaF 2 , KBr, ZnS, Saphir . La représente la transmittance (axe des ordonnées), en fonction de la longueur d’onde (axes des abscisses – unité µm), d’une membrane de Si d’épaisseur 300 µm. La transmittance est affectée par les réflexions, notamment au niveau de la face supérieure 23s. La transmittance peut être augmentée, pour atteindre des valeurs voisines de 1, en appliquant un revêtement anti-reflet, en particulier sur la face supérieure 23s et de préférence la face supérieure 23s et la face inférieure 23i. Le revêtement antireflet peut prendre la forme d’une couche pleine « quart d’onde », déposée sous la forme de couche mince. Le dépôt de la couche mince peut avoir lieu sur tout ou partie de la face supérieure (et de préférence de la face inférieure), sans risque de boucher les ouvertures traversantes, du fait de la faible épaisseur de la couche mince. La membrane peut également être composite, en comportant un matériau considéré comme suffisamment transparent à l’infra-rouge au niveau de la portion d’intersection 23 i nt , d’un autre matériau en dehors de la portion d’intersection. Un exemple de membrane composite est décrit par la suite en lien avec la . Afin de permettre une transmission des modulations de pression à travers la cavité 20, jusqu’au transducteur 28, la membrane comporte des ouvertures traversantes 23o, s’étendant à travers toute l’épaisseur de la membrane. Les ouvertures traversantes sont représentées sur la . Les ouvertures traversantes sont dimensionnées pour transmettre la modulation de pression à travers la membrane 23, tout en bloquant des gouttes de liquide ou des poussières. Ces ouvertures traversantes 23 permettent une communication d’air entre la cavité inférieure 20i et la cavité supérieure 20s. La figure 3 représente une goutte déposée sur la face inférieure 23i de la membrane 23. On a représenté des angles de mouillage θR et θA de la goutte respectivement sur la face inférieure de la membrane et dans une ouverture traversante 23o. On considère ici une microgoutte, pouvant se former par condensation de vapeur d’eau résultant de la sueur. La goutte étant supposée microscopique, les forces de capillarité prédominent par rapport aux forces de gravité. La goutte subit une différence de pression de part et d’autre de la membrane, due à des forces de capillarité antagonistes, qui interagissent sur la goutte au niveau de la face inférieure 23i, et au niveau de l’ouverture traversante 23o. Les forces de capillarité induisent une différence de pression subie par la goutte pouvant être explicitée par : où : tension superficielle liquide / air ; lorsque le liquide est de l’eau, N/m ; lorsque le liquide est un tampon biologique, davantage représentatif de la sueur, N/m : rayon de l’ouverture traversante 23 o ; : rayon de la ligne mouillée sur la face inférieure 23 i . L’expression (2) est issue de Cho, H.-Y. Kim, J. Y. Kang, et T. S. Kim, « How the capillary burst microvalve works », J. Colloid Interface Sci. , vol. 306, n o 2, p. 379‑385, février 2007. L’expression (2) définit une condition de pénétration de la goutte dans une ouverture traversante de section circulaire. La membrane bloque la goutte lorsque . La goutte forme un ménisque, qui s’engage dans l’ouverture traversante 23 o , et est soumis à des forces de capillarité tendant à faire progresser la goutte à l’intérieur d’un capillaire formé par l’ouverture traversante. La pression résultante est . Une partie résiduelle de la goutte est retenue sur la face inférieure 23 i , et est soumis à des forces de capillarité. La pression résultante est . Afin d’augmenter l’angle de mouillage , il est possible d’appliquer un traitement de surface hydrophobe sur la face inférieure 23 i de la membrane. En effet, lorsque le matériau formant la membrane est Si, qui est un matériau hydrophile, l’angle de mouillage pour l’eau est de 5°. Lorsque l’on considère une goutte d’un tampon biologique, ce qui s’approche davantage des conditions rencontrées en appliquant le dispositif sur la peau d’un utilisateur, l’angle de mouillage est de l’ordre de 20° à 40°. L’application d’un traitement de surface hydrophobe, par exemple de type silanisation (greffage de fonctions silanes hydrophobes), permet d’augmenter l’angle de mouillage à 110° pour l’eau et 80° pour le tampon biologique. Un traitement de surface hydrophobe renforce ainsi la capacité de rétention de la goutte sur la face inférieure de la membrane. Le traitement hydrophobe peut également « déborder » jusqu’à la surface interne des ouvertures traversantes. Outre la mouillabilité du liquide, la tension de surface est également un paramètre déterminant. Lorsque le diamètre d’une ouverture traversante 23 o est égal à 20 µm ( = 10 µm), et que le liquide est respectivement de l’eau ( = 0,073 N/m), ou du liquide biologique ( = 0,03 N/m), l’application de l’expression (1) conduit à bar et bar. Il faut donc appliquer une surpression supérieure à pour que la goutte franchisse la membrane par capillarité . Cette estimation a été effectuée en considérant R = 20 µm . Le rayon des ouvertures traversantes est de préférence compris entre 5 µm et 25 µm, et de préférence entre 5 µm et 15 µm. Lorsque le rayon augmente, la transmission des modulations de pression est optimale, mais la valeur diminue : la membrane est moins apte à bloquer un passage de gouttelettes à travers les ouvertures traversantes. Cet inconvénient peut, dans une certaine mesure, être surmonté en appliquant un traitement de surface hydrophobe sur la face inférieure 23 i . L’épaisseur ε de la membrane 23 est de préférence comprise entre 100 µm et 1 mm, et de préférence entre 150 µm et 750 µm. Le rayon de chaque ouverture traversante dépend également de l’épaisseur ε de la membrane. Les ouvertures traversantes peuvent être formées, à partir d’un substrat de Si, par une photolithographie suivie d’une gravure humide. Dans ce cas, il est considéré qu’on peut former des ouvertures traversantes dont le diamètre est de l’ordre du dixième de l’épaisseur ε, voire moins si nécessaire. La membrane est dimensionnée pour permettre une transmission de la modulation de pression entre les parties inférieure et supérieure de la cavité. Le nombre d’ouvertures traversantes doit être déterminé de façon que l’effet de la membrane sur l’onde photoacoustique puisse être considéré comme négligeable, dans la plage fréquentielle correspondant à la fréquence d’impulsion de la source de lumière. Le facteur d’ouverture de la membrane correspond à un ratio entre la surface cumulée de chaque ouverture traversante sur la surface totale de la face inférieure (ou de la face supérieure). Le facteur d’ouverture peut être compris entre 0,01 et 0,3. Les inventeurs ont modélisé la transmission des modulations d’amplitude de l’onde photoacoustique 12 pour deux facteurs d’ouverture. Le modèle a été élaboré en considérant que la membrane constitue une impédance acoustique analogue à une impédance électrique. La représente la cavité 20 modélisée (figure de gauche), la membrane 23, disposée à mi-hauteur, formant une impédance acoustique assimilable à une impédance électrique Z (figure de droite). L’impédance acoustique a été modélisée par un circuit RLC tel que représenté sur la . La membrane est assimilée à un circuit RM, LM, CM , entre la cavité inférieure 20i et la cavité supérieure 20s. La cavité modélisée présentait un volume de 4,45 mm 3 et une hauteur de 1,5 mm. On a considéré deux facteurs d’ouverture différents : un premier facteur d’ouverture, correspondant à une disposition de 1000 ouvertures traversantes de rayon 10 µm : la valeur du premier facteur d’ouverture est de 0,1 ; un deuxième facteur d’ouverture, correspondant à une disposition de 100 ouvertures traversantes de rayon 10 µm : la valeur du deuxième facteur d’ouverture est de 0,01. L’épaisseur de la membrane modélisée était de 200 µm. La représente l’amplitude d’une modulation de la pression (axe des ordonnées – unités arbitraires) en fonction de la fréquence de modulation (axe des abscisses – Hz) : en considérant le premier facteur d’ouverture, dans la cavité inférieure 20 i (courbe a – trait plein noir) et dans la cavité supérieure 20 s (courbe b – trait plein gris) ; en considérant le deuxième facteur d’ouverture, dans la cavité inférieure 20 i (courbe c – tirets noirs) et dans la cavité supérieure 20 s (courbe d – tirets gris). La montre l’effet du facteur d’ouverture sur la transmission de la modulation de pression de part et d’autre de la membrane. On observe que le deuxième facteur d’ouverture, plus faible, entraîne une atténuation de la modulation de pression transmise par la membrane, en particulier aux fréquences élevées. Afin d’éviter que la transmission du faisceau lumineux 11 subisse des effets de diffraction, la portion d’intersection 23int de la membrane peut être pleine, comme représenté sur la . La portion pleine peut comporter un revêtement antireflet, appliqué sur la face supérieure 23s et de préférence également sur la face inférieure 23i. Le revêtement antireflet peut être une couche mince ou un cristal photonique. Par portion pleine, il est entendu une portion ne comportant pas d’ouverture traversante. Le membrane peut être monolithique, c’est-à-dire formée d’un même matériau, hors éventuel traitement antireflet ou éventuel traitement hydrophobe. La montre une variante, selon laquelle la membrane est une membrane composite. La membrane est composée d’un premier matériau 23 1 , standard, pas nécessairement transparent dans l’infra-rouge, en dehors de la portion d’intersection. Au niveau de la portion d’intersection, la membrane comporte un matériau auxiliaire 23 a , transparent dans l’infra-rouge. Le premier matériau 23 1 peut être celui d’une membrane poreuse standard, par exemple un matériau de type GoreTex (marque déposée). Le matériau auxiliaire 23 a est différent du premier matériau 23 1 . Dispositif de détection photoacoustique (1), destiné à être appliqué, par une face de contact (3), contre un milieu à analyser (2), le dispositif comportant : une cavité creuse (20), débouchant sur une ouverture de contact (22), l’ouverture de contact étant ménagée dans la face de contact; une source de lumière (10), impulsionnelle ou modulée en amplitude, configurée pour émettre, lorsqu’elle est activée, un faisceau lumineux incident (11), dans une bande spectrale d'émission (Δλ), à travers la cavité (20), jusqu'à l’ouverture de contact ; un transducteur acoustique (28) relié à la cavité, et configuré pour détecter une onde acoustique (12) s’étendant à travers la cavité ; de telle sorte que, sous l'effet d'une illumination du milieu par le faisceau lumineux incidente, le transducteur acoustique détecte une onde acoustique produite par un échauffement du milieu (2); le dispositif étant caractérisé en ce que : la cavité comporte une membrane s’étendant à travers la cavité, en regard de la face de contact ; la membrane est délimitée par une face inférieure (23 i ) et une face supérieure (23 s ), la membrane comportant des ouvertures traversantes (23 o ) ménagées entre la face inférieure et la face supérieure. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le rayon de chaque ouverture traversante (23 o ) est compris entre 5 µm et 25 µm. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : la membrane définit un facteur d’ouverture, correspondant à un ratio d’une surface cumulée de chaque ouverture traversante sur la surface totale de la face inférieure ou de la face supérieure de la membrane ; le facteur d’ouverture est compris entre 0,05 et 0,3. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’épaisseur de la membrane est comprise entre 100 µm et 1 mm. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la membrane s’étend à l’intérieur de la cavité, à une distance (d) non nulle de la face de contact (3). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : la membrane est agencée de telle sorte que, lorsque la source de lumière est activée, le faisceau lumineux incident traverse la membrane avant d’atteindre l’ouverture de contact (22); la membrane comporte une portion d’intersection (23 i nt ), correspondant à une partie de la membrane traversée par le faisceau lumineux ; au moins dans la portion d’intersection, la membrane est constituée d’un matériau transparent, présentant une transmittance, dans la bande spectrale d’émission, supérieure à 0,4. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la membrane est pleine dans la portion d’intersection. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7, dans lequel le matériau transparent est constitué d’au moins un matériau choisi parmi : Si, Ge, AlN, ZnSe, BaF 2 , CaF 2 , KBr, ZnS, Saphir. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 6 à 8 dans lequel au moins dans la portion d’intersection (23 i nt ), la face supérieure (23 s ) de la membrane comporte un revêtement anti-reflet. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 6 à 9 dans lequel la membrane est constituée : d’un premier matériau (23 1 ) en dehors de la portion d’intersection ; d’un matériau auxiliaire (23 a ), formant ledit matériau transparent, dans la portion d’intersection. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la membrane comporte un revêtement hydrophobe sur la face inférieure. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : la cavité est délimitée par une paroi transversale (21 1 ) et une paroi latérale (21 2 ), la paroi latérale s'étendant entre la paroi transversale et la face de contact ; la membrane s’étend entre deux faces opposées de la paroi latérale. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la membrane est disposée de façon amovible dans la cavité. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la source de lumière est une source laser. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le volume de la cavité est inférieur à 50 µL.