Brevet FR3129483A1 — publié le 20230526

"Dispositif et procédé de caractérisation électromagnétique d'un milieu par résonateur sans contact, objet et résonateur associés" L'invention se rapporte à un procédé et un système de caractérisation de milieux, notamment diélectriques, utilisant un résonateur multifréquences placé à distance de la région à caractériser et qui est excité et interrogé à distance par couplage inductif avec un sonde. Un lecteur mesure de façon monovoie l'impédance complexe de cette sonde lorsqu'elle est couplée avec ledit résonateur et que celui-ci interagit magnétiquement avec la région à caractériser. L'impédance analysée spectralement pour en extraire des impédances complexes individuelles, pour chacune des fréquences de résonance du résonateur. Ces impédances individuelles sont traitées pour calculer des propriétés électriques du milieu, telles que permittivité et/ou conductivité, qui fournissent des informations sur la nature et/ou l'évolution du milieu. L'invention porte aussi sur un résonateur multifréquence prévu pour un tel système ou procédé. Figure pour l’abrégé : Fig.1 "Dispositif et procédé de caractérisation électromagnétique d'un milieu par résonateur sans contact, objet et résonateur associés" L'invention se rapporte à un procédé et un système de caractérisation de milieux, notamment diélectriques, utilisant un résonateur multifréquences placé à distance de la région à caractériser et qui est excité et interrogé à distance par couplage inductif avec un sonde. Un lecteur mesure de façon monovoie l'impédance complexe de cette sonde lorsqu'elle est couplée avec ledit résonateur et que celui-ci interagit magnétiquement avec la région à caractériser. L'impédance analysée spectralement pour en extraire des impédances complexes individuelles, pour chacune des fréquences de résonance du résonateur. Ces impédances individuelles sont traitées pour calculer des propriétés électriques du milieu, telles que permittivité et/ou conductivité, qui fournissent des informations sur la nature et/ou l'évolution du milieu. L'invention porte aussi sur un résonateur multifréquence prévu pour un tel système ou procédé. Ce résonateur comprend typiquement une pluralité de lignes de transmission interrompues, formant chacune un motif refermé sur lui-même et déterminant chacune une fréquence de résonance différentes des autres. Ces lignes sont imbriquées ou non entre elles, par exemple des anneaux brisés concentriques, mono ou multitours. Etat de la technique Dans de nombreux domaines effectuant du contrôle non destructif, par exemple pour la santé ou pour du contrôle de qualité, il est recherché de caractériser un milieu à travers ses caractéristiques électromagnétiques. Cela est recherché entre autres pour les milieux "diélectriques", souvent peu conducteurs, qui englobent en particulier des matières complexes, des milieux organiques et inorganiques, et des matériaux composites. Cette caractérisation électromagnétique utilise en particulier une quantification des interactions entre le milieu à caractériser et un champ électromagnétique le traverse. Pour cela, il est connu d'utiliser des capteurs passifs, utilisant une ligne de transmission à laquelle est couplée à une antenne résonante. Certains capteurs de ce type sont des capteurs LC passifs à effet capacitif qui sont interrogeables à distance. Cette communication utilise la résonance électrique comme moyen d’interrogation à distance de la même façon qu'une étiquette RFID, comme divulgué dans la publication Huang et al. : “LC Passive Wireless Sensors Toward a Wireless Sensing Platform: Status, Prospects, and Challenges,” Journal of Microelectromechanical Systems, vol. 25, no. 5, pp. 822–841, 2016. Cependant, la plupart des capteurs de caractérisation existants, par exemple capteurs coaxiaux, antennes microondes, lignes de transmission circulaire (ou SRR pour "Split Ring Resonator"), fonctionnent au contact du milieu à tester. Ils fonctionnent en outre à des fréquences assez élevées qui sont de l'ordre de quelques 100MHz à quelques dizaines de GHz et ne permettent de remonter le plus souvent qu’à la seule permittivité relative. Dans le domaine de l’imagerie médicale, des antennes passives sont développées pour la caractérisation non invasive de certains tissus, comme par exemple pour la détection du cancer du sein en microonde (de l'ordre du GHz) comme dans la publication Modiri et al. : “Review of breast screening: Toward clinical realization of microwave imaging: Toward,” Medical Physics, vol. 44, no. 12, e446–e458, 2017 ; ou pour un dispositif d’imagerie comme l’IRM en tant qu’antennes radiofréquences (de l'ordre du MHz) comme divulgué dans la publication Gruber et al. : “RF coils: A practical guide for nonphysicists,” Journal of Magnetic Resonance Imaging, vol. 48, no. 3, pp. 590–604, 2018. Ces applications utilisent une antenne passive de type résonateur à ligne de transmission multitours, appelé "MTLR" pour "Multiturns Transmission Line Resonator", qui existe depuis une vingtaine d'années. Ce résonateur est formé par une unique ligne de transmission coupée, de forme circulaire et multi-tours, qui présente une fréquence de résonance déterminée. Ce type de résonateur est décrit par exemple dans la publication Serfaty, N. Haziza, L. Darrasse and S. Kan, “Multiturn split-conductor transmission-line resonators,” Magnetic Resonance in Medecine, vol. 38, no. 4, pp. 687-689, 1997. Ces antennes radiofréquences ("RF") sont utilisées pour détecter le signal de résonance magnétique nucléaire (RMN) émis par les molécules du corps humain lorsqu'il est soumis à champ magnétique intense. Ce type de résonateur à ligne de transmission multi-tours (MTLR) est maintenant utilisé depuis quelques années (au moins 2014) dans la mesure de propriétés diélectriques de milieux organiques et inorganiques, sans contact et par couplage inductif. Cela est décrit par exemple : pour de la caractérisation de tissus biologiques dans la publication Masilamany et al. (2014) : “Wireless implementation of high sensitivity radiofrequency probes for the dielectric characterization of biological tissues,” in IEEE MeMeA 2014 - IEEE International Symposium on Medical Measurements and Applications, Proceedings, 2014, pp. 1–6. pour l'évaluation d'inclusions diélectriques dans un milieu, dans la publication de 2018 : A. Pasquier, Y. Le Diraison, S. Serfaty and P. . -Y. Joubert, "Multi-frequency detection of a dielectric object using flexible contactless RF sensors for tissue diagnosis," 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC), 2020, pp. 4105-4108, doi: 10.1109/ EMBC44109.2020.9175769. pour l'évaluation de la profondeur des brûlures dans des tissus organiques, dans la publication de 2019 : Dinh, Serfaty, & Joubert - "Non-Contact Radiofrequency Inductive Sensor for the Dielectric Characterization of Burn Depth in Organic Tissues", in Sensors, 19(5), p. 1220 ; pour l'évaluation de la gélification du yaourt, dans la publication de 2017 : Dinh, Bore, Serfaty & Joubert - "Non invasive evaluation of yogurt formation using a contactless radiofrequency inductive technique". in Stud. Appl. Electromagn. Mech. Electromagn. Nondestruct. Eval. Vol. 42 pp. 42 298–305 (2017). Un capteur de ce type présente une fréquence de résonance qui lui est propre, et fournit une bonne sensibilité lorsqu'il fonctionne et est excité à sa fréquence de résonance. Ce type de caractérisation n'est cependant pas toujours précis pour obtenir certaines caractéristiques du milieu exploré, par exemple dans la nature et la composition du milieu, ou ses caractéristiques structurelles, en particulier pour des milieux complexes et/ou en évolution. Un but de l’invention est de pallier en tout ou partie les inconvénients de l'état de la technique. Il est recherché en particulier une caractérisation plus précise et/ou plus variée de la nature (par exemple sa composition, hygrométrie, évolution physico-chimique et biologique) et/ou de la structure du milieu, par exemple en explorant de façon plus précise les propriétés électriques, à différentes échelles dans le temps et dans l'espace ; mais aussi de façon plus souple dans sa mise en œuvre, par exemple afin de permettre des mesures plus simples, moins invasives, plus adaptées au contexte fonctionnel, ou significatives de l'état ou de l'évolution du milieu exploré. Présentation de l’invention Pour cela, l'invention propose un procédé de caractérisation d'au moins une région à explorer au sein d'un milieu à caractériser, comprenant au moins les étapes suivantes. Une étape de couplage inductif sans contact d'une sonde, de façon simultanée, avec une pluralité de lignes de transmission agencées pour présenter des fréquences de résonance différentes les unes des autres. Ces lignes de transmission formant ensemble un résonateur multifréquence, situé à proximité de ladite région explorée mais sans nécessiter de contact avec ladite région explorée, dont les lignes de transmission interagissent avec la région à explorer. Typiquement ces lignes interagissent aussi entre elles. Chacune de ces lignes de transmission, ou "TLR" pour "Transmission Line Resonator", peut ainsi être considérée comme une "ligne de transmission élémentaire" ou un "résonateur élémentaire" au sein d'un tel résonateur multifréquences. Une étape de mesure (104) de la variation d'impédance dudit résonateur multifréquence, qui peut se faire sous la forme d'un signal unique constituant une unique voie de mesure, par un lecteur qui interagit avec ladite sonde. Le lecteur est par exemple un appareil externe qui lui est connecté, tel qu'un analyseur réseau vectoriel d'un type classique. Il peut aussi être intégré en tout ou partie à ladite sonde . Une étape de traitement (103) de ladite mesure de variation d'impédance, comprenant une analyse spectrale (103) en fonction de la fréquence, de façon à déterminer une pluralité d'impédances individuelles (Zm1-Zm8) mesurées pour une pluralité de fréquences de mesure (respectivement fm1-fm8). Cette analyse spectrale typiquement une analyse vectorielle fournissant le module, le décalage, la fréquence, la phase, la partie réelle et/ou la partie imaginaire de ladite impédance. Elle s'effectue par exemple sur une large bande en un ou plusieurs-morceaux, de façon à couvrir l'ensemble des fréquences de résonance attendues. Les fréquences de mesures sont définies autour des fréquences de résonance, notamment par un modèle analytique. Typiquement, les fréquences de mesures sont déterminées par rapport aux fréquences de résonance, par exemple dans une pluralité de bandes correspondant chacune à une des fréquences de résonance, notamment incluant une telle fréquence de résonance. Une étape de traitement (104) d'une ou plusieurs desdites impédances individuelles pour extraire une ou plusieurs propriétés électriques de ladite zone explorée. Typiquement, chacune de ces lignes de transmission est formée selon une trajectoire "quasi-fermée", c'est-à-dire refermée sur elle-même tout en laissant subsister une interruption non conductrice, appelée "fente" en Français ou "gap" en Anglais. Cette ligne peut prendre différentes formes et dimensions, tout en conservant une trajectoire linéaire suffisamment refermée sur elle-même pour lui permettre de rayonner un champ magnétique. De cette façon, on obtient par exemple une grandeur proportionnelle à la conductivité et/ou la permittivité du milieu dans cette zone et pour cette fréquence. Typiquement, ces fréquences sont déterminées par les caractéristiques telles que les dimensions et le matériau des lignes du résonateur, leur disposition relative entre elles et vis-à-vis d'un éventuel substrat, et les caractéristiques de dimension et nature d'un tel substrat. Les inventeurs ont identifié un modèle permet de prédire les fréquences de résonance du résonateur multifréquence à partir de ce type de caractéristiques. Un autre modèle est utilisé pour extraire les valeurs des propriétés électriques complexes (au sens mathématique du terme) à partir des valeurs d'impédance mesurées par le lecteur. L’invention propose ainsi un procédé mettant en œuvre un dispositif inductif sans contact destiné à la caractérisation des milieux diélectriques complexes. Il s’agit d’un multi résonateur passif simple et à faible coût financier comme écologique, rayonnant, interrogeable et excitable à distance par couplage inductif. Un tel dispositif est ici appelé "résonateur multifréquence", ou WMFR pour "Wireless Multi Frequencies Resonator". Il présente une forte sélectivité qui lui permet d’interagir avec le milieu environnant grâce aux ondes électromagnétiques rayonnées, et dont l’étalement spectral est contrôlé afin de suivre sans contact les caractéristiques diélectriques complexes. En présence d’un champ électromagnétique variable, typiquement généré par une bobine d’excitation à proximité appelée ici "sonde", ce dispositif à fort coefficient de qualité résonne à plusieurs fréquences différentes, lesquelles sont prédéterminées par le dimensionnement des pistes conductrices (typiquement des anneaux) vues comme des lignes de transmission rayonnantes enchevêtrées. Par réciprocité, le WMFR génère pour chacune de ces fréquences un champ magnétique dont la réponse spectrale est modifiée par les propriétés diélectriques du milieu environnant, "milieu exploré". Son impédance équivalente autour de chacune des fréquences de résonance peut alors être mesurée par couplage inductif par émission-réception à l’aide de la sonde. L'invention permet ainsi d'obtenir des informations plus variées et/ou plus précises, en particulier à l'échelle mésoscopique c'est-à-dire allant approximativement du millimètre au centimètre. De par sa construction, un tel WMFR est un résonateur passif à N fréquences de résonances, les N fréquences étant ajustables par dimensionnement des lignes de transmission. L’interrogation de ce résonateur pour accéder à son spectre d’impédance se fait typiquement à l’aide d’une seule voie de mesure : par la simple mesure de l'impédance aux bornes du circuit inductif de la sonde, par exemple par un analyseur de réseau vectoriel. Le résonateur étant passif et interrogeable à distance, et qui plus est de faible coût et dimensions, il est facilement intégrable dans le milieu d’investigation, éventuellement à demeure, par exemple portable voire implantable, notamment pour des applications médicales ou de contrôle de dégradation d'un objet. Il peut être réalisé sur support planaire et souple, ce qui le rend faiblement invasif. Sa réalisation est relativement simple et à bas coût, notamment par les technologies de cartes de circuits imprimés, qui sont souples et bien éprouvées. Il peut donc être intégré dans de nombreuses structures. Il peut également être réalisé en micro technologies sur polymères biocompatibles pour des applications biologiques ou médicales. Une telle technique de mesure est sans contact avec le milieu à explorer, non invasive, et multifréquence. Le résonateur multifréquences lui-même est passif et peut donc être intégré à une structure ou un récipient ou un emballage par exemple pour un contrôle qualité ou un contrôle de dégradation d'un objet. Il peut aussi être apposé sur une plante par exemple pour un suivi de croissance ou de maturité. Il peut aussi être porté comme accessoire ou dans un vêtement, ou implanté dans un organisme in vivo, par exemple pour une application médicale ou de bien-être. Il peut être jetable, par exemple s’il est placé dans un pansement médical ou dans un emballage de produit alimentaire. En utilisation, le WMFR peut être associé à une électronique de lecture monovoie simple et distante, tout en permettant une analyse spectrale des propriétés diélectriques recherchées. Contrairement aux capteurs conventionnels ou aux systèmes de caractérisation diélectrique des milieux (comme par exemple à antennes micro-ondes qui nécessitent un couplage électrique avec une ligne de transmission ou une connexion électrique), un tel WMFR multifréquence est passif et peut être interrogé à distance dans le cadre d'une utilisation telle qu'exposée ici. Le WMFR étant sans contact avec le milieu, la mesure n’est pas perturbée par la qualité des contacts du capteur avec le milieu investigué, contrairement à ce qui arrive pour les capteurs capacitifs ou les électrodes de bio-impédance. En outre, du fait que le WMFR permet une mesure multi fréquence de façon simultanée, le système de caractérisation associé permet une estimation plus robuste des grandeurs diélectriques recherchées. Outre le fait que l’accès aux paramètres diélectriques du milieu à plusieurs fréquences permet d’enrichir la qualité de la caractérisation, elle permet le cas échéant d’utiliser une ou plusieurs fréquences d’analyse pour calibrer le WMFR vis-à-vis de grandeurs d’influence potentiellement gênantes pour la mesure, par exemple des variations de températures importantes, variations de distance entre le WMFR et le milieu à investiguer, ou des variations de volume du mesurande. La variation de géométrie associée aux différents éléments résonants du WMFR, permet d’envisager un dispositif dont les zones d’investigation, et notamment en profondeur, dépendent directement des caractéristiques de l’élément qui est mis en résonance. En effet, pour des antennes résonantes, la profondeur de pénétration du champ magnétique généré dans le milieu est directement liée à son diamètre. Ici les différents éléments résonants (les différentes lignes de transmission) du WMFR ayant des dimensions différentes entre elles, par exemple par une structure gigogne, chacun d’eux va engendrer une profondeur d’examen différente, ce qui donne un caractère tomographique à cette investigation. Cela peut s’avérer particulièrement intéressant dans de nombreux cas, par exemple dans le cadre de la détection et/ou localisation d’anomalies diélectriques dans un milieu, telles qu'une tumeur dans un tissu, ou une fissure dans un béton ou un acier. A titre de comparaison, des procédés tels que les capteurs coaxiaux et les capteurs capacitifs nécessitent un contact avec le milieu ; les antennes radiofréquences et microondes nécessitent en outre une connexion électrique pour leur utilisation. Il faut également noter que la plupart de ces capteurs, notamment coaxiaux et antennes microondes, fonctionnent à des fréquences de quelques 100 MHz à quelques dizaines de GHz, c'est à dire supérieures à celles du procédé exposé ici. Ils accèdent donc à des paramètres diélectriques du milieu qui sont essentiellement relatifs à la permittivité relative du milieu, mais ne permettent que difficilement de remonter à la conductivité électrique des milieux. De nombreux secteurs peuvent avoir l'utilité de l'invention. Il s'agit par exemple et de façon no limitative des secteurs suivants : Secteur agroalimentaire : caractérisation de végétaux et suivi de la santé des animaux ; suivi des procédés alimentaires et par exemple de la culture, maturation, hydrométrie, vieillissement et contrôle de la fraicheur et qualité des aliments, notamment durant le stockage, transport, conditionnement, maturation naturelle ou accélérée ou artificielle Secteur de la santé, par caractérisation des tissus biologiques via leurs propriétés diélectriques : détection des lésions telles que des tumeurs ou d'autres lésions internes, caractérisation des lésions, comme pour des tumeurs, blessures, brûlures, ou maladies de peau, suivi de leur évolution dans le temps. Caractérisation de différentes types de matières molles, ou de géophysique pour la caractérisation des sols, cosmétique, etc. "Contrôle Santé Intégré (ou Structural Health Monitoring) pour différents types d'objets ou d'ouvrages : génie civil, aéronautique, plus particulièrement pour tous les milieux peu conducteurs, par exemple carbone, béton, bois, matériaux composites. Nombre de ces applications ou d'autres sont alors déclinables sous la forme d'objets connectés, participant à ou assurant de tells fonctions. Différentes particularités de l'invention vont être exposées, qui peuvent être ou non combinées entre elles. Selon une particularité de l'invention, les impédances individuelles de plusieurs fréquences de résonance différentes, ou les propriétés électriques respectives qui en sont extraites, sont combinées pour fournir une caractérisation de la région à explorer en des parties situées à différentes distances du résonateur multifréquence. Cela permet par exemple pour fournir une imagerie et/ou une tomographie de la région à explorer. En particulier, la taille de l'antenne a une influence directe sur la profondeur de pénétration, et donc la position en profondeur de la région explorée. Selon une autre particularité, les impédances individuelles de plusieurs fréquences de résonance différentes, ou les propriétés électriques respectives qui en sont extraites, sont combinées pour fournir une caractérisation plus précise d'une même partie de la région à explorer. Par exemple en utilisant les valeurs issues des différentes fréquences pour fournir une valeur plus précise d'une propriété électrique. Ou par exemple en utilisant les différentes fréquences pour extraire des propriétés différentes, lesquelles s'appliquent à la même région investiguées et peuvent donc donner des informations plus précises sur ladite région. Encore selon une autre particularité, ce procédé est utilisé pour réaliser une pluralité de caractérisations à des instants différents, de façon à fournir un suivi dans le temps d'une région à explorer incluant au moins un matériau ou objet en évolution. Selon encore une autre particularité, ce procédé met en œuvre un ou plusieurs résonateurs multifréquences qui sont intégrés ou implantés dans un objet ou système de façon à caractériser une région à explorer, laquelle région à explorer inclut un matériau appartenant audit objet, et/ou un matériau au contact ou à proximité dudit objet, et/ou une interface entre lesdits matériaux. Selon cette particularité, ce procédé est mis en œuvre de façon à obtenir une pluralité de caractérisations réparties dans le temps pour ladite région à explorer et ainsi fournir un suivi dans le temps d'une évolution de la région à explorer. Cela permet par exemple de surveiller l'état d'un matériau, comme son étanchéité, ou l'apparition de matériaux ou phénomènes nouveaux, ou pour surveiller les propriétés statiques ou dynamiques d'un corps fluide ou solide situé ou passant à proximité ou au contact dudit objet. Système et dispositif mettant en œuvre le procédé Selon un, autre aspect de l'invention, il est proposé un système de caractérisation sans contact d'au moins une région dite explorée au sein d'un milieu à caractériser, du type comprenant : au moins un résonateur à lignes de transmission (au sens de linéaire mais pas nécessairement rectiligne), prévu pour être disposé à proximité de ladite région explorée, mais sans nécessiter de contact avec ladite région explorée, une sonde agencée pour : d'une part être couplée par couplage inductif avec ledit résonateur au moyen d'un circuit à boucle inductive, et d'autre part pour interagir avec au moins un lecteur (typiquement par connexion électrique, le lecteur pouvant être intégré ou non dans un même boîtier que ladite sonde) ; Selon l'invention, ce résonateur comprend une pluralité de lignes de transmission, agencées pour présenter des fréquences de résonance différentes les unes des autres et formant ainsi un résonateur multifréquences dont les lignes de transmission interagissent avec la région à explorer, et typiquement aussi entre elles. Typiquement, ces interactions créent des modifications des réponses individuelles desdites lignes de transmission, notamment en fréquence de résonance et en largeur de bande autour de cette fréquence de résonance. Cette même sonde est agencée pour interagir simultanément avec l'ensemble dudit résonateur multifréquence, c'est-à-dire avec l'ensemble formé par la pluralité de lignes. Ce lecteur est alors agencé pour interagir avec ladite sonde de façon à mettre en œuvre un procédé tel qu'exposé ici. Les propriétés électriques fournies par le procédé sont alors employées pour caractériser le milieu dans la région à explorer. Typiquement, cette ligne de transmission élémentaire est formée par des pistes conductrices déposées sur les deux faces opposées d’un substrat isolant planaire à faibles pertes. Ces pistes conductrices sont de préférence disposées l'une par rapport à l'autre de façon à ce que leur(s) interruption(s) sur une face ne soient pas en face de la ou les fentes de l'autre face. Il est cependant aussi possible de n'utiliser qu'une seule piste pour chaque ligne de transmission. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le résonateur multifréquence comprend une pluralité de lignes de transmission distinctes et non connectées entre elles qui sont réalisées chacune par au moins une piste conductrice formée sur un substrat diélectrique, typiquement peu ou pas conducteur bidimensionnel, possiblement plan ou en forme non plane, et par exemple souple. Cette piste est formée selon une trajectoire "quasi-fermée", c'est-à-dire refermée sur elle-même tout en laissant subsister une interruption non conductrice. Cette piste peut prendre différentes formes et dimensions, tout en conservant une trajectoire linéaire suffisamment refermée sur elle-même pour lui permettre de rayonner un champ magnétique. Ce type de ligne de transmission est par exemple une piste en forme d'anneau brisé circulaire, connue sous le nom de "split ring" en vocabulaire anglo-saxon. D'autres motifs sont prévus, circulaires ou non, arrondis ou non, possiblement en spirale ou de rayon variable. De préférence, chaque ligne comprend deux pistes formées chacune sur l'une des deux faces opposées d'un même substrat, en vis-à-vis et en opposition angulaire l'une de l'autre. Au sein de la pluralité de lignes de transmission, les fréquences de résonance différentes sont obtenues typiquement en leur donnant des dimensions différentes. Alternativement ou en combinaison, ces différences de fréquences sont obtenues par des combinaisons différentes d'un ou plusieurs paramètres choisis parmi la longueur de la piste, la géométrie de sa trajectoire (typiquement le rayon), la largeur de la piste, l'épaisseur de la piste, la nature du matériau de la piste, l'épaisseur du substrat, et la nature du matériau du substrat. Il est prévu aussi de réaliser une ligne de transmission élémentaire à une ou plusieurs ouvertures, c'est-à-dire formée par plusieurs pistes non connectées entre elles mais suffisamment proches et/ou imbriquées les unes des autres pour rayonner sur une même fréquence et dans une même région spatiale. Il est aussi prévu de réaliser une ligne de transmission élémentaire avec plus de deux couches, ou avec une seule couche. Selon une particularité, tout ou partie des lignes de transmission du résonateur multifréquence forment chacune une trajectoire quasi-fermée à un seul tour, typiquement un anneau brisé circulaire monotour. Alternativement ou en combinaison, il est prévu aussi d'utiliser des trajectoires multi-tours, par exemple en spirale continue ou à décalages discrets, et notamment de façon connue. Selon une autre particularité, le résonateur multifréquence comprend une pluralité de pistes conductrices de forme quasi fermée qui sont enfermées l'une à l'intérieur de l'autre. Selon encore une autre particularité, le résonateur multifréquence comprend une pluralité de lignes de transmission distinctes et non connectées entre elles, qui sont réalisées chacune par une piste conductrice formée sur un substrat isolant bidimensionnel, notamment appariées entre elles des deux côtés dudit substrat, en vis-à-vis et angulairement décalées, selon une trajectoire "quasi-fermée" et notamment circulaire. Selon cette particularité, au moins deux lignes de transmission de fréquences différentes sont disposées de manière non imbriquées l'une dans l'autre, dites séparées. La sonde comprend alors un circuit à boucle inductive dont la forme est agencée pour pouvoir obtenir un couplage inductif simultané avec lesdites deux lignes de transmission séparées, formant notamment une boucle conductrice présentant des excroissances mono-tour ou multi-tours disposées de façon à pouvoir superposer une excroissance sur chacune desdites lignes de transmission séparées. Il peut s'agir par exemple d'un motif en fleur de marguerite, dont les différents pétales viennent chacun recouvrir l'un des anneaux brisés d'un résonateur à plusieurs anneaux brisés séparés. Encore selon une autre particularité, le résonateur multifréquence comprend une pluralité de lignes de transmission distinctes et non connectées entre elles, qui sont réalisées par des pistes conductrices (c14a, c14b) formées chacune selon une trajectoire "quasi-fermée ", et notamment circulaire, de façon coplanaire ou sur un même substrat isolant bidimensionnel . Tout ou partie desdites lignes peuvent aussi être disposées de façon non coplanaires entre elles. Elles sont par exemple disposées sur des plans (ou surfaces bidimensionnelles) distincts et sensiblement parallèles entre eux. Ces plans ou surfaces sont strictement par exemple parallèles entre eux, ou présentent entre eux un angle de moins de 45°, notamment de moins de 20° voire moins de 5°. Chaque ligne peut aussi présenter une trajectoire en trois dimensions, c'est-à-dire ne s'inscrivant pas dans une surface bidimensionnelle simple, dès lors que cette trajectoire permet de rayonner un champ magnétique dirigé avec des lignes de flux qui traversent de façon commune les différentes lignes de transmission. Il peut s'agir par exemple d'une disposition en spirale sur un cône, d'un anneau circulaire autour d'un axe mais avec des variations de position axiale le long de sa trajectoire. Selon un autre exemple, elles sont disposées sur des plans ou surfaces bidimensionnelles non parallèles entre eux, par exemple pour être couplées dans des directions différente avec des parties ou boucles inductives différentes de la sonde. Selon un mode de réalisation préféré, ce résonateur multifréquence comprend une pluralité de lignes de transmission distinctes et non connectées entre elles, qui sont réalisées chacune par une piste conductrice formée sur un même substrat isolant bidimensionnel, chacune selon une trajectoire "quasi-fermée", par exemple mono-tour et notamment circulaire ; dans lequel ces lignes de transmission sont disposées l'une à l'intérieur de l'autre, et notamment de façon concentrique entre elles. Selon encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un résonateur à ligne de transmission, du type apte à communiquer par couplage inductif avec une sonde à boucle inductive pour être excité par ladite sonde, de façon à interagir avec ladite sonde. Selon cet aspect, ce résonateur comprend une pluralité de lignes de transmission de forme quasi fermée qui sont enfermées l'une à l'intérieur de l'autre, notamment des cercles concentriques, et qui sont agencées pour former ensemble un résonateur multifréquence apte à être mis en œuvre au sein d'un système ou d'un procédé tel qu'exposé ici. Selon une particularité, chaque ligne de transmission forme un unique tour. Résonateur(s) implanté(s) Encore selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un objet ou système comprenant au moins un résonateur à ligne de transmission, lequel résonateur comprend une pluralité de lignes de transmission, agencées pour présenter des fréquences de résonance différentes les unes des autres et formant ainsi un résonateur multifréquences dont les lignes de transmission interagissent avec la région à explorer, et typiquement aussi entre elles. Selon cet aspect, ce résonateur multifréquence agencé pour former un couplage inductif avec une sonde à boucle inductive, de façon à interagir avec ladite sonde : pour former avec elle un système de caractérisation tel qu'exposé ici, lequel est agencé pour caractériser une région à explorer (possiblement distante dudit résonateur) au sein d'un milieu à caractériser, et/ou pour être mis en œuvre au sein d'un procédé tel qu'exposé ici ; Typiquement, cette région à explorer inclut un matériau appartenant audit objet, et/ou un matériau au contact ou à proximité dudit objet, et/ou une interface entre lesdits matériaux. On obtient ainsi un "objet implanté" ou un "système implanté" qui peut être suivi de façon régulière voire continue, par un lecteur séparé ou intégré, par exemple dans des emplacements nombreux ou difficiles d'accès, et de façon très régulière puisque le ou les résonateurs restent dans une position très stable par rapport à l'objet ou au système ainsi implanté. Selon une particularité, cet objet ou système comprend au moins une sonde disposée de façon à pouvoir communiquer avec le résonateur multifréquence par couplage inductif, où ledit résonateur multifréquence et ladite sonde sont agencés pour former un système de caractérisation tel qu'exposé ici ou pour être mis en œuvre au sein d'un procédé de caractérisation tel qu'exposé ici. Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée d'un mode de mise en œuvre nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels : : les et sont des plans en vue de dessus à l'échelle qui illustrent des résonateurs multifréquences selon des exemples de modes de réalisation de l'invention, avec : : résonateur à quatre mailles circulaires mono-tour imbriquées, et : résonateur à huit mailles circulaires mono-tour imbriquées : la est un plan en vue de dessus à l'échelle qui illustre un résonateur multifréquence selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, avec quatre mailles circulaires imbriquées, dont une mono-tour et les autres multi-tours ; : les et représentent un exemple d'une ligne de transmission élémentaire (ou TLR) de type circulaire monotour, pouvant être utilisée au sein du résonateur multifréquence selon un exemple de mode de réalisation avec : : vue schématique partielle, en vue de dessus en coupe transversale et en perspective éclatée, : modèle électrique des interactions entre le TLR de la pris à lui seul, une boucle inductive de contrôle, et un analyseur de réseau vectoriel ; : la est une vue schématique partielle, en vue de dessus et en coupe transversale, d'une ligne de transmission élémentaire (ou TLR) multi-ouvertures, à six lignes de transmission circulaires par portions et de rayons décroissants, concentriques entre elles et décalées de 60°, formées chacune par deux pistes disposées chacune sur l'une des deux faces d'un substrat mince isolant, en vis-à-vis et décalées angulairement entre elles ; : la est une vue en perspective à l'échelle d'un banc expérimental utilisant le résonateur de la à huit fréquences de résonance pour caractériser le contenu liquide d'un récipient isolant, par interrogation à travers la paroi de fond du récipient ; : la est un schéma électrique équivalent, d'un résonateur à trois fréquences de résonance, illustrant ses interactions une sonde et avec un milieu à caractériser ; : la est une courbe illustrant, pour le résonateur 8 résonances de la , le module de l'impédance mesurée Zmes en fonction de la fréquence, dans son ensemble et avec un zoom sur les pics de faibles intensité ; : la est une courbe illustrant de manière simulée, pour le résonateur 4 résonances de la à vide, la partie réelle de l'impédance mesurée Zmes en fonction de la fréquence ; : la est une courbe similaire à celle de la , simulée pour le résonateur 8 résonances de la ; : la est un graphique qui représente une comparaison des fréquences de résonances telles qu'obtenues : de façon expérimentale, modélisée semi-analytiquement, et par simulation : (a) : pour le résonateur à 4 fréquences de la , et (b) : pour le résonateur à 8 fréquences de la ; : la est un graphique qui illustre individuellement, pour chacune des quatre mailles du résonateur à 4 fréquences de la , la résistance induite en fonction de la conductivité du milieu à caractériser, formé par une solution aqueuse de NaCl ; : la est un diagramme symbolique qui illustre schématiquement le fonctionnement du procédé de caractérisation selon plusieurs exemples de modes de réalisation de l'invention ; : la est un schéma en vue de dessus qui illustre un résonateur multifréquence à quatre fréquences, interrogeable par une même sonde, selon un exemple de mode de réalisation de l'invention dans lequel le résonateur comprend deux mailles imbriquées entre elles et deux autres mailles non imbriquées ; : la est un schéma en vue de dessus qui illustre un résonateur multifréquence, interrogeable par une même sonde, selon un exemple de mode de réalisation de l'invention dans lequel le résonateur comprend trois groupes séparés comprenant chacun quatre lignes de transmission imbriquées entre elles ; : la est un schéma en coupe transversale qui illustre un exemple de mise en œuvre de l'invention pour caractériser sans contact le contenu d'un récipient perméable au champ magnétique ; : la est un schéma en coupe transversale qui illustre un exemple de mise en œuvre de l'invention pour caractériser sans contact le contenu d'un récipient comprenant un résonateur implanté dans l'épaisseur de sa paroi ; : la est un schéma en coupe transversale qui illustre un exemple de mise en œuvre de l'invention pour caractériser sans contact l'état de la surface interne d'un réservoir comprenant une pluralité de résonateur implantés dans sa paroi ; : la est un schéma qui illustre, selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, une utilisation d'un dispositif matriciel comprenant une pluralité de résonateurs multifréquences avec chacun sa sonde individuelle, pour effectuer une caractérisation graphique et en évolution dans le temps d'un organisme in vivo ; : la est un schéma en coupe transversale qui illustre selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, une utilisation d'un dispositif comprenant un résonateur multifréquence et sa sonde individuelle pour effectuer une surveillance de l'évolution dans le temps d'un corps biologique en décomposition. (ici un steak de veau) : la est un graphique qui illustre l'inductance induite dans le corps de la , en fonction de la durée écoulée ; : la est un graphique qui illustre la résistance induite dans le corps de la , en fonction de la durée écoulée. Description détaillée, et exemples de modes de réalisation en référence aux figures Le WMFR en lui-même est une structure passive constituée de l’association de structures passives résonantes à ligne de transmission coupées, qui peut être représentée par autant de circuit RLC couplés que de lignes de transmissions ainsi mises en œuvre. Chacune de ces lignes de transmission individuelle est ici appelée TLR pour "Transmission Line Resonator", ou "maille" car équivalent à une maille de circuit dans une représentation électrique équivalente telle que celle de la . En et sont illustrés des exemples de résonateurs multifréquences selon des exemples de modes de réalisation de l'invention. La présente un exemple de résonateur multifréquence MR1 à quatre lignes M11 à M14, lesquelles sont circulaires mono-tour imbriquées et concentriques. La présente un exemple de résonateur multifréquence MR2 à huit lignes M21 à M28, qui sont circulaires mono-tour imbriquées et concentriques. En est illustre un autre exemple de résonateur multifréquence MR3, avec quatre lignes circulaires M31 à M34 imbriquées et concentriques, dont l'une M32 est mono-tour et les autres M31, M33, M34 sont multi-tours. En est illustrée la disposition en trois dimensions de l'une des lignes de transmission d'un tel résonateur, ici la ligne monotour la plus grande M14 du résonateur de la . Comme on le voit dans la vue en coupe transversale, cette "ligne de transmission", ici considérée comme un unique élément, est ici réalisée par deux pistes circulaires coupées (ou "ouvertes") : à raison d'une piste circulaire disposée sur chacune des deux faces d'un substrat mince d1 diélectrique voire isolant, ici un substrat souple de Kapton. Chaque piste ouverte au sein d'une ligne présente une interruption ou espace, ici appelée "fente" (ou "gap" en vocabulaire anglo-saxon), par exemple référencé G14 pour la ligne. Il est possible de réaliser cette ligne de transmission en une seule piste, mais la disposition en un groupe de plusieurs pistes de mêmes dimensions et placées en vis-à-vis l'une de l'autre est préférée, entre autres pour une meilleure efficacité. Dans les modes de réalisation à deux pistes (voire plus), celles-ci sont de préférence planes et parallèles entre elles, et/ou radialement identiques. Cette disposition est ici assurée par leur positionnement sur les deux faces du substrat, mais toutes les solutions techniques permettant de réaliser cette disposition sont utilisables aussi. Typiquement les différentes pistes formant une même ligne de transmission sont disposées en vis-à-vis l'une de l'autre, et avec leurs fentes respectives décalées angulairement entre elles. Dans cet exemple, la fente G14 de la piste supérieure (cette piste supérieure étant ici référencée M14 comme la ligne de transmission à laquelle elle participe) est située en vis-à-vis d'une partie pleine de la piste opposée M14'. De même, la fente G14' de la piste inférieure M14' est disposée en vis-à-vis d'une partie pleine de la piste supérieure M14. De préférence leurs fentes respectives sont chacune dans une position angulaire la plus éloignée possible de la ou les fentes de la piste opposée, ici dans des positions diamétralement opposées. A l'inverse des résonateurs habituels, qui recherchent plutôt à minimiser le courant de mode commun, on obtient ainsi dans l'invention une maximisation du courant de mode commun, car le décalage entre les deux faces permet une compensation des modes différentiels. Ces deux pistes vont ensemble pour former une unique ligne de transmission M14, qui présente une unique fréquence de résonance, déterminée en particulier par la géométrie de ces pistes. En est illustré un autre exemple, dit multi-ouvertures ou "multi-fentes", d'une ligne de transmission M1 fonctionnant avec une unique fréquence de résonance. Chaque face du substrat d1 porte une piste M1 (et M1'), qui est constituée de plusieurs portions non connectées entre elles. Dans cet exemple, il y a six portions M1a à M1f, qui sont circulaires par portions et de rayons décroissants, concentriques entre elles et décalées de 60°. Ces portions sont formées chacune par deux pistes disposées chacune sur l'une des deux faces d'un substrat mince isolant, en vis-à-vis et décalées angulairement entre elles. Chaque piste présente une fente, par exemple G1a pour la piste M1a. Sur la face opposée du substrat, la piste multi-portion M1' associée présente la même disposition de six portions, mais leurs fentes sont angulairement décalées par rapport à ceux de la piste multi-portion M1. Ainsi, la fente G1a' de la portion M1a' de la face présentée à droite est décalé de 30° par rapport à celui G1a de l'autre face. Chacune de ces fentes G1a et G1a' se trouve donc en vis-à-vis d'une portion pleine de la piste opposée. Bien que ce motif présente plusieurs portions de pistes non connectées entre elle, leur disposition imbriquée leur permet de fonctionner ensemble comme une unique ligne de transmission avec une unique fréquence de résonance. Cette ligne multiportions, ou multi-ouvertures, peut aussi être utilisée comme l'une des lignes d'un résonateur multifréquence, en lieu et place d'une ligne monoportion, et dans toutes leurs combinaisons possibles. La représente un modèle électrique d’interactions qui représente la mise en œuvre de ce type de structure dans un montage expérimental associant une bobine d’excitation/lecture distante connectée à un analyseur vectoriel d’une part, et placée à proximité d’un milieu à investiguer d’autre part (cf. et à ). Ce modèle analytique a été validé expérimentalement et par modélisation numérique par éléments finis issue de HFSS. Grâce à ce modèle complet, il est possible de dimensionner le WMFR et de choisir ainsi la réponse spectrale souhaitée. Il est également possible d’extraire l’impédance induite dans le milieu environnant le résonateur WMFR, laquelle est représentative des propriétés diélectriques complexes. Ces modèles ont été confirmés par un banc d’essais avec une précision de l’ordre de quelques %. L’étape d’extraction de l’impédance induite du milieu autour de chaque fréquence de résonance se fait à l’aide d’un algorithme d’ajustement complexe entre les données de mesure et du modèle d’interaction issu du schéma de la . A titre d’exemple, nous montrons le spectre de conductivité d’un milieu organique (steak de veau) que nous avons laissé évoluer durant 5 jours à température ambiante, et que nous avons mesuré à l’aide d’un WMFR 8 résonances entre 20 MHz et 350 MHz ( ). Nous observons l’allure de la conductivité en fonction de la fréquence d’observation et du temps. Modélisation et résonance de la ligne de transmission élémentaire (TLR) La condition de résonance de cette ligne de transmission élémentaire, ou TLR, peut se déterminer à partir d’un modèle semi-analytique impliquant les éléments constitutifs et géométriques du résonateur. Par exemple dans le cas d'une ligne de transmission (TLR) circulaire et monotour comme en , on utilise les éléments constitutifs et géométriques suivants : rayon extérieur : R ext largeur de piste : w d épaisseur de conducteur : th cond épaisseur de diélectrique: th dielec Dans le cas d'une ligne de transmission circulaire et multitours, comme les lignes M31, M33 et M34 du résonateur MR3 de la , d’autres paramètres doivent également être pris en compte, tels que : nombre de tour: N t écart entre les pistes le nombre d’ouvertures (fentes) : n L’ensemble de ces paramètres contribue à la condition de résonance de la ligne de transmission élémentaire, qui s’écrit d’après l'équation suivante : où : "ω" est la fréquence angulaire "n" est le nombre d’ouverture "Λ" est l’inductance totale équivalente du résonateur "Z" est l’impédance caractéristique de la ligne de transmission "E re " est permittivité relative effective de la ligne "x l " est la longueur de ligne moyenne "c" est la vitesse de la lumière dans le vide A partir de cette relation, et des travaux développés dans les documents [22], [23], [24], [25] (listés en annexe) qui permettent de déterminer les couplages entre des lignes de transmission et leur impédance caractéristique, il est possible de pré-déterminer la fréquence de résonance du TLR, son inductance totale L et sa capacité équivalente C. Un tel modèle semi-analytique, ou MSA, a été écrit sous environnement Matlab dans le cas présent. A partir de cela, il est possible de compléter le schéma électrique RLC équivalent de ce résonateur élémentaire, en estimant la résistance équivalente de l’ensemble, R, à partir de considérations sur la géométrie des pistes, en particulier des conducteurs utilisés, de l’état de surface des pistes, comme les inventeurs l'ont montré dans le document [26] (document détaillé en annexe). Toutefois cette dernière détermination reste assez empirique. Afin de caractériser complètement le résonateur élémentaire, pour obtenir une meilleure exactitude pour la détermination de R, il est proposé ici de déduire la résistance équivalente R à partir d’une mesure de son facteur de qualité Q à la résonance. La mise en œuvre d’un tel TLR (résonateur monoligne) en tant que capteur inductif résonant a été décrite et publiée par les inventeurs dans les cadres d’applications [12], [26], [27] (documents détaillés en annexe). La mise en œuvre consiste à exciter par couplage inductif le résonateur à l’aide d’une boucle de contrôle distante, elle même connectée à un analyseur de réseau vectoriel (VNA, par exemple un analyseur HP4195A), comme illustré dans en . Le VNA délivre un signal radiofréquence qui alimente la boucle excitatrice. Le ﬂux magnétique sortant de cette boucle induit par couplage magnétique un courant dans les pistes du TLR placé à proximité, d’autant plus intense que l’on est proche de la résonance du TLR. Par réciprocité, le TLR génère un champ magnétique qui vient "modiﬁer" le fonctionnement de la boucle et induire une variation de son impédance. La boucle étant connectée au VNA, on peut mesurer son impédance autour de la fréquence de résonance du TLR. De cette analyse, on peut alors extraire, par couplage inductif et sans contact, des informations sur les interactions magnétiques entre le TLR et son environnement immédiat. Cette boucle, de par son action simultanée d’excitation et de mesure, peut être considérée comme une sonde de contrôle permettant d’exciter et de "lire" le TLR. L’idée est donc d’avoir un maximum de puissance transmise par la sonde sans que le couplage entre la sonde et le TLR ne perturbe le fonctionnement du TLR comme explicité [26]. La sonde est donc dimensionnée pour travailler en deçà de sa propre fréquence d’auto-résonance (et rester dans une plage de fréquences où elle est purement inductive), elle possède un diamètre plus petit que le diamètre interne du TLR avec lequel elle interagit, et est placée à une distance proche du TLR afin d’assurer un couplage suffisant avec le TLR. L’ensemble des interactions prenant place entre le TLR, la sonde de contrôle et le VNA, sont résumées dans le modèle électrique équivalent de la . Ce schéma en fait apparaître deux mailles électriques couplées magnétiquement. L’une des mailles, Z 1 , correspond au TLR qui est modélisé par le circuit résonant à constantes réparties L 1 , C 1 , et R 1 . Celui-ci est couplé de manière inductive avec la sonde représentée par un circuit L S et R S , d’impédance totale Z S , dont les éléments peuvent être déterminés expérimentalement et qui s’écrit : Z S = R S + j2πfL Le courant dans la branche associée au résonateur est noté i 1 et la tension à ses bornes v 1 . Pour la branche correspondante à la sonde, ils sont notés respectivement i s et v s . Le coefficient de couplage entre les deux circuits est noté k S1 . La sonde est connectée à la source RF du VNA, qui "voit" l’impédance Z mes à ses bornes. Celle-ci peut être explicitée facilement à partir des différents éléments du schéma selon l’équation suivante, d’après [26] : Cette expression permet de prédire le comportement de l’association du TLR avec la sonde en fonction de la fréquence utilisée. Les interactions entre la sonde excitatrice et le TLR peuvent être également modélisées à l’aide de calculs numériques, ce qui a été réalisé avec le logiciel de modélisation numérique par éléments finis distribué sous le nom "HFSS" par la société Ansys. Ces simulations permettent aussi de déterminer, via ce calcul de la réponse en fréquence du système, la fréquence de résonance du TLR avec un ensemble déterminé de géométrie et paramètres. Des mesures expérimentales ont été menées avec deux lots de six TLR monotour et mono-ouverture, réalisés en circuit imprimé (PCB) double couche sur substrat souple en Kapton, et verni. Le substrat présente une permittivité relative Є r =3.4, une épaisseur th diel =50µm, et le conducteur utilisé pour la ligne de transmission est du cuivre d’épaisseur th cond =35µm. Les différents TLR des deux lots se différencient par des largeurs de pistes et des rayons extérieurs différents. Pour chacun des douze TLR considérés, les inventeurs ont déterminé la fréquence de résonance théorique attendue à l’aide du modèle analytique évoqué plus haut (MSA). Par ailleurs, ils ont effectué une mesure de la fréquence de résonance des différents TLR fabriqués. Deux séries de mesures ont été effectuées. Pour le lot 1, la sonde est une boucle en fil de cuivre de diamètre 11mm et de section circulaire 1.5mm, placée à une distance de 5mm du TLR. Pour les résonateurs élémentaires du lot 2, la boucle est de même type mais de diamètre 14mm, en conservant la même distance entre la boucle et le TLR. Les quatre TLR du lot 1 présentent les caractéristiques suivantes : Nom R ext [mm] w d [mm] Q mes f mes [MHz] f HFSS [MHz] f MSA [MHz] écart HFSS [%] écart MSA [%] M11 10.5 1 301 241 205 230 14.9 4.8 M12 18.75 2.5 385 92.3 77.7 93.9 15.8 2.5 M13 30 5 489 44.0 39.8 43.5 9.5 2.2 M14 47.5 10 705 21.2 19.9 21.1 6.1 6.5 Les huit TLR du lot 2 présentent les caractéristiques suivantes : Nom R ext [mm] w d [mm] Q mes f mes [MHz] f HFSS [MHz] f MSA [MHz] écart HFSS [%] écart MSA [%] M21 8 1.5 303 295 281 302 5.5 4.7 M22 11 2 373 192 169 192 12 0.93 M23 14.5 2.5 392 130 118 130 9.4 0.7 M24 18.5 3 413 91.7 82.5 91.7 10 0.93 M25 23.5 4 445 62.9 59.5 63.7 5.4 1.2 M26 29.5 5 482 45.1 39.6 45.4 12 2.6 M27 36.5 6 504 33.3 30.6 33.2 7.9 5.4 M28 44.5 7 523 24.9 22.4 24.9 10 3.8 Une simulation numérique sous HFSS des TLR a aussi été réalisée, qui a montré globalement un très bon accord entre la fréquence de résonance théorique attendue (issue de MSA) et la mesure. Pour les deux lots, l’écart moyen constaté est en effet inférieur à 6%. Enﬁn, il a été effectué une simulation numérique sous HFSS des TLR excités par des sondes présentant les mêmes paramètres de dimensions et de distance que pour les essais expérimentaux. Les spectres d’impédance calculés ont permis d’extraire la fréquence de résonance des ensembles TLR & sonde considérés. Ici encore, il a été constaté une très bonne adéquation entre les résultats de la simulation HFSS et les mesures expérimentales, avec un écart moyen inférieur à 10%. En conclusion concernant le résonateur élémentaire, des comparaisons on été effectuées entre les modèles de TLR et les mesures expérimentales. Elles ont permis de constater que les deux modèles utilisés (semi-analytique "MSA" et numérique "HFSS") sont pertinents pour étudier le comportement des TLR, et ce en particulier dans des gammes de fréquences allant de 20MHz à 300MHz. Par ailleurs, bien que le modèle semi-analytique utilisé ne prenne pas en compte la présence de la spire d’excitation pour calculer la fréquence de résonance du TLR, la détermination de cette dernière reste très proche de celle constatée expérimentalement. Cela indique que la spire d’excitation n’influe que peu sur les propriétés du TLR, ce qui du point de vue pratique constitue un avantage certain de simplification. Résonateur sans contact multifréquence (WMFR) Dans les exemples présentés ici, le résonateur sans contact multifréquence (WMFR) est formé de plusieurs résonateurs élémentaires ou TLR ayant un substrat commun. Ce WMFR est constitué de pistes ouvertes conductrices, par exemple du cuivre, déposées de part et d’autre d’un substrat à faibles pertes diélectriques (par exemple du Kapton, ou du FR4) sur ses deux faces opposées. L’organisation de ces pistes (longueur, espacement, épaisseur, type de conducteur, largeur de fente) entre elles et le type de substrat utilisé (pertes, épaisseur) déterminent les différentes fréquences de résonances associées aux différents éléments constitutifs du WMFR, qui peuvent aller de quelques MHz à plusieurs centaines de MHz selon les géométries choisies, couvrant ainsi un très large spectre de fréquences dans la gamme RF. De nombreux arrangements géométriques des pistes conductrices du WMFR sont donc envisageables, et offrent donc une grande variété de performances adaptées à différentes applications. La position des fentes des différentes lignes de transmission couplées constituant le WMFR n’influe pas sur les fréquences de résonance observées. Optionnellement, il est préféré de répartir de manière uniforme la distribution des fentes de sorte à uniformiser le flux magnétique généré par le WMFR. Le WMFR repose sur l’association de plusieurs TLR élémentaires, tous excités par une même sonde. Lorsqu'un nombre "N" de TLR ainsi arrangés sont excités par la sonde, l’ensemble des couplages magnétiques mis en jeu peut être représenté à l’aide du schéma électrique équivalent de la . Dans ce schéma équivalent, chacun des N TLR élémentaires est couplé magnétiquement avec la spire excitatrice, via un coefficient de couplage k Sj (avec j ∈{1,2,...,N}), et avec chacun des autres TLR via le coefficient de couplage k mn (avec m≠n et (m,n)∈{1,2,...,N}). Dans chacune des branches, les courants circulant sont notés i j et la tension aux bornes de chacune notées v j (avec j∈{1,2,...,N}). Les interactions entre les N+1 mailles de la peuvent être écrites sous la forme d’un système matriciel inspiré de la publication [15] : avec pour a≠b et Les paramètres électriques équivalents L j et C j du TLR j sont calculés analytiquement comme précédemment via le modèle semi-analytique MSA, et les résistances R j sont estimées à partir de la mesure du coefficient de qualité Q j de chaque TLR élémentaire pris individuellement. La détermination des mutuelles, M ab avec (a,b)∈{1,2,...,N}, entre deux résonateurs se fait à l’aide des formules analytiques que l’on trouve dans la publication [25] ; et les mutuelles, M Sj , entre la sonde et les résonateurs sont déterminées en utilisant la publication [24]. Les éléments du système matriciel de l'équation (1.3.2.1) étant tous ainsi déterminés, il est possible d’inverser le système pour obtenir : dans lequel les éléments y ij sont les coefficients de la matrice inversée, qui sont homogènes à des admittances. On peut alors extraire l’impédance Z mes de l'équation (1.3.2.2), selon : A titre d’exemple, en est présenté le résultat numérique, tel que déterminé analytiquement à l'aide de l'équation 1.3.2.3, de la détermination de l’impédance Z mes vue de la spire d’excitation, pour un WMFR constitué de l’association des huit TLR du lot 2, qui forment le résonateur multifréquence MR2 à huit lignes (ou "WMFR-8") de la . La montre ainsi le module de Z mes dans une gamme de fréquences allant de quelques MHz à 400MHz. On observe la présence de huit pics de résonance, à huit fréquences de résonance fr1 à fr8, ce qui traduit la contribution des huit TLR constituant le WMFR-8. Cohabitation des TLR à l'intérieur du WMFR La simulation HFSS a été utilisée pour étudier la manière dont les TLR élémentaires entrent en résonance au sein du WMFR. Pour ce faire, on a calculé la répartition surfacique des courants au voisinage des fréquences de résonance des différents TLR. Dans le cas du résonateur multifréquence MR1 (ou WMFR-4) de la , les densités de courants ont été calculés pour les quatre fréquences de travail de 20MHz, 45MHz, 90MHz et 206MHz. Pour chacune de ces fréquences de travail sélectionnées, on constate que ce sont les TLR dont la fréquence de résonance théorique est la plus proche de la fréquence de travail qui sont parcourus par le courant le plus intense. Cette simulation montre donc bien que chaque TLR constituant le WMFR est bien "actionné" sélectivement par la spire d’excitation, lorsque celle-ci travaille à la bonne fréquence d’accord (qui s'avère être une fréquence proche mais différente de sa propre fréquence de résonance). Cela confirme qu’il est possible de faire coexister plusieurs différents TLR au sein du WMFR sans mettre en péril la résonance de chacun d’eux, malgré les couplages qui existent entre les TLR élémentaires. Impédance complexe du WMFR Deux simulations HFSS large bande ont été mises en œuvre pour déterminer les impédances complexes Z mes des deux WMFR considérés, calculées à vide, c'est-à-dire sans récipient ni milieu à investiguer dans le cas du banc de la . La montre le résultat pour la partie réelle de l'impédance mesurée, en fonction de la fréquence, pour le résonateur multifréquence MR1 à quatre lignes de transmission élémentaires (i.e. de type WMFR-4), de la . Les caractéristiques géométriques sont celles des quatre TLR du lot 1 détaillés plus haut, soient M11, M12, M13, M14. La montre le résultat pour la partie réelle de l'impédance mesurée, en fonction de la fréquence, pour le résonateur multifréquence MR2 à huit lignes de transmission élémentaires (i.e. de type WMFR-8), de la . Les caractéristiques géométriques sont celles des huit TLR du lot 2 détaillés plus haut, soient M21, M22, M23, M24, M25, M26, M27, M28. On observe à nouveau sur ces simulations que les résonances des différents TLR mis en jeu sont bien observables à raison d'un pic par TLR, et que leur mise en association sous forme de WMFR ne met pas en péril leur résonance individuelle. Ces résultats permettent de montrer que l'on est capable de prédire le comportement du système multirésonant formé par le WMFR : les informations utiles étant alors extraites de la différence entre l'impédance à vide et l'impédance en présence du milieu à investiguer. Banc expérimental La illustre un banc expérimental utilisé pour mettre en œuvre les deux exemples MR1 et MR2 de WMFR à quatre résonances et à huit résonances, illustrés respectivement en et , avec les mêmes paramètres que pour les simulations c'est à dire un substrat d'une permittivité relative Є r =3.4, une épaisseur th diel =50µm, et les lignes de transmission élémentaires (TLR) en cuivre d’épaisseur th cond =35µm. Les paramètres de boucles inductives sont les mêmes que précédemment. Le premier, WMFR-4, est constitué des quatre MTLR du lot 1, et le second, WMFR-8, est constitué des huit MTLR du lot 2. La mise en œuvre expérimentale a été réalisée sur une large bande de fréquences, de quelques MHz à 400 MHZ. Comme pour la modélisation, on constate la présence de pics de résonance, qui peuvent être attribués à chacun des TLR constituant le WMFR. Si par ailleurs, on compare les valeurs des résonances observées pour les deux WMFR, avec celles prévues par les modélisations semi-analytique, MSA, (issue de la matrice Equation(1.3.2.1) qui donne l’Equation(1.3.2.3)) et numérique (HFSS) présentées précédemment, on remarque à nouveau une très bonne adéquation entre les valeurs expérimentales et modélisées. En effet pour le WMFR-4, un écart moyen de 8% est observé entre les données déterminées par HFSS et celles mesurées, et de l’ordre de 4,5% entre la modélisation analytique et la mesure en Table 1. Pour le WMFR-8, ces écarts moyens sont respectivement de l’ordre de 8% et 9% en Table 2. La illustre sous forme de courbes la comparaison des pics de fréquence observés pour les différents TLR de chaque résonateur multifréquence MR1 et MR2. Ces résultats montrent qu’en pratique, il est tout à fait possible d’exploiter les résonances des différents MTLR constituant les WMFR. Les fréquences de résonances observées lors pour le résonateur multifréquence sont légèrement différentes des fréquences de résonance de ses TLR pris isolément, en raison des couplages qui interviennent entre ces TLR. Toutefois, il est tout à fait possible de prévoir ces couplages, par modélisation analytique ou numérique, et donc aussi les fréquences de résonances résultantes observées pour le WMFR. En outre, on remarque que ces couplages ne dégradent pas les propriétés de résonance des TLR constituant les WMFR (ici des monotours) : ils présentent tous une fréquence de résonance que l’on peut prédéterminer, et un coefficient de qualité proche de ceux mesurés sur les TLR isolément. Il est donc tout à fait envisageable d’utiliser les WMFR comme des résonateurs de fréquences multiples, d’une manière comparable à celle utilisée pour un TLR unique pour la caractérisation des milieux diélectriques. Pour ces WMFR-4 et WMFR-8, mesurées à vide, les caractéristiques et fréquences de résonances observées sont les suivantes : Nom R ext [mm] w d [mm] Q mes f mes [MHz] f HFSS [MHz] f MSA [MHz] écart HFSS [%] écart MSA [%] M11 10.5 1 270 251 218 256 13.2 2.0 M12 18.75 2.5 347 99.9 90.1 97.1 9.9 2.9 M13 30 5 411 47.6 47.7 44.3 0.1 7.0 M14 47.5 10 565 20.9 20.6 19.7 1.5 5.9 Nom R ext [mm] w d [mm] Q mes f mes [MHz] f HFSS [MHz] f MSA [MHz] écart HFSS [%] M21 8 1.5 355 366 349 3.1 1.5 M22 11 2 233 236 218 1.2 6.8 M23 14.5 2.5 162 167 147 3.1 9.3 M24 18.5 3 115 124 103 7.7 10.6 M25 23.5 4 82.2 92.2 71.5 12.2 12.9 M26 29.5 5 60.3 72.6 51.2 20.3 15.1 M27 36.5 6 43.3 50.3 38.2 16.2 11.8 M28 44.5 7 22.3 21.6 20.8 2.8 6.7 Méthode de caractérisation d'un milieu diélectrique Pour la caractérisation multifréquence sans contact d'un milieu électrique, la mise en œuvre consiste à disposer l’ensemble WMFR MR2 et la spire d’excitation S1 à proximité du milieu diélectrique 91 à caractériser, et à mesurer l’impédance Z mes vue de la spire excitatrice à l’aide du VNA dans une large bande de fréquence. La illustre la mise en présence du WMFR avec un milieu diélectrique homogène 91, contenu dans un récipient tel qu'un cristallisoir 81. La spire excitatrice S1 est montée en tant que sonde. L'analyseur réseau (VNA) S0 est connectée à cette sonde de façon à lui fournir 102 le courant d'excitation et à mesurer 104 son impédance. Cette caractérisation d’un milieu diélectrique est possible grâce au lien entre les propriétés diélectriques du milieu environnant le WMFR et le champ induit par le WMFR dans celui-ci. Il est établi que les propriétés diélectriques complexes des milieux organiques sont de très bons indicateurs de leur état physico-chimique ou physiopathologique, notamment dans le document [16]. Ces propriétés traduisent la manière dont le milieu dissipe l’énergie électromagnétique qui lui est transmise, à travers sa conductivité électrique σ(en S/m), et la manière dont le milieu stocke l’énergie transmise, à travers sa permittivité diélectrique relative Єr (sans unité), comme décrit dans le document [28]. L’évaluation de ces propriétés diélectriques en fonction de la fréquence, en particulier dans le domaine des radiofréquences (quelques MHz à quelques centaines de MHz) est particulièrement pertinente pour renseigner sur l’état de la matière organique, comme décrit dans le document [29]. Le lien entre les propriétés diélectriques du milieu et le champ rayonné par le WMFR s’exprime à travers l’expression de l’impédance Z m du milieu investigué, selon le document [30]: où Z m correspond à l’impédance du milieu diélectrique, σ est la conductivité électrique, Є r est la permittivité relative, Є 0 est la permittivité du vide, est le potentiel vecteur associé au champ magnétique généré par le WMFR, I est le courant circulant dans le WMFR, et ω est la pulsation. Par réciprocité, le champ magnétique, et donc l’impédance du WMFR, est modifiée par le milieu diélectrique environnant. La configuration de la peut être schématisée comme le circuit électrique équivalent représenté en . Ce schéma équivalent regroupe les interactions magnétiques et électriques prenant place entre les différents éléments mis en relation, à savoir le WMFR MR2 et ses différents TLR constitutifs M21 à M28, la spire d’excitation S1 connectée au VNA S0, et le milieu diélectrique 81, lui-même modélisé par une impédance complexe R m , L m . Comme dans le cas d’un TLR interagissant avec un milieu diélectrique, on peut faire l’hypothèse simplificatrice que la spire d’excitation n’est pas couplée directement avec le milieu, comme décrit dans le document [31]. En revanche, chaque TLR du WMFR est couplé avec le milieu à travers les coefficients de couplages k mj , et, comme précédemment, aux autres TLR et avec la spire d’excitation. Dans la suite, on fait également l’hypothèse simplificatrice selon laquelle le couplage entre les différents TLR et le milieu peut se modéliser par une impédance complexe Z mj "induite" par le milieu, qui vient s’ajouter à l’impédance R j , L j , C j , dans la branche relative à chaque TLR j , avec j∈{1,2,...,N}. Dans ce cadre d’hypothèse, la matrice exprimant l’ensemble des couplages s’écrit selon : avec Par inversion de ce système matriciel, à toutes les fréquences de la gamme, il est possible comme précédemment d’extraire l’impédance Z mes . Par ailleurs, si l’on se focalise dans une bande de fréquence étroite B j centrée autour de la fréquence de résonance de chacune des branches constitutives du WMFR, on peut exprimer facilement l’impédance "vue" de la spire d’excitation, en ne prenant en compte que la branche "active" dans cette bande de fréquence ; l’impédance Z mes dans la bande B j s’exprime alors selon : Sur le plan pratique, les paramètres du milieu R mj et L mj induits dans chaque branche peuvent être estimés, dans chaque bande de fréquences à l’aide d’un algorithme d’ajustement complexe entre les données expérimentales de Z mes mesurées dans B j , et le modèle de l’Equation (1.3.5.3) dans la même bande de fréquence ; les grandeurs R j , L j , et C j et Z S (impédance de la sonde seule à vide) étant préalablement déterminées. Or les valeurs des éléments R mj et L mj sont liées aux propriétés diélectriques du milieu, c’est à dire à la conductivité électrique (σ) du milieu d’une part, et à la permittivité diélectrique (Є r ) du milieu d’autre part, à la fréquence de résonance du TLR considéré, comme décrit dans le document [12]. Par extension, dans le cas du WMFR, l’extraction de l’impédance induite aux N fréquences de résonance, à l’aide de l’Equation (1.3.5.3) permet d’en déduire des informations sur les paramètres diélectriques du milieu, à autant de fréquences d’analyse qu’il y a de résonateurs dans le WMFR. Caractérisation d'une solution aqueuse de NaCl La illustre individuellement, pour chacune des quatre lignes de transmission du résonateur à 4 fréquences MR1 de la , la résistance induite en fonction de la conductivité du milieu à caractériser, formé par une solution aqueuse de chlorure de sodium. Les solutions utilisées sont des solutions salines conductrices (eau dé-ionisée + NaCl) en proportions variées, afin d’obtenir des milieux présentant des propriétés d’électriques (conductivité électrique ou permittivité diélectrique) ajustables et tabulées. Chacune de ces solutions de volume constant 700mL, est placée tour à tour dans le cristallisoir 81. Pour chaque solution, plusieurs mesures de Z mes sont effectuées autour de chacune des résonances du WMFR. Après mise en œuvre du WMFR sur l’ensemble des solutions diélectriques calibrées, on estime, autour de chacune des fréquences de résonance, l’impédance complexe induite par le milieu (éléments R i et L i ) comme explicitée plus en lien avec l'Equation (1.3.5.3). Pour chacune des fréquences de résonance du résonateur multifréquence, on retrouve des résultats déjà observés pour des MTLR seuls : il existe, d’une part, une linéarité entre l’évolution de la résistance induite R i dans le milieu et la conductivité électrique du milieu, et d’autre part une linéarité entre l’inductance induite L i dans le milieu et sa permittivité diélectrique. Ces linéarités sont mises en évidence graphiquement sur les courbes de la . On constate ainsi que le WMFR-4 est sensible, à chaque résonance, à des variations très faibles de permittivité et de conductivité dans un milieu homogène via l’extraction des deux paramètres d’intérêt L i et R i . Des résultats similaires sont observés pour le WMFR-8. Ainsi, un WMFR à N lignes de transmission élémentaires forme un dispositif qui permet N analyses simultanées du milieu, ce qui enrichit d’autant sa caractérisation diélectrique. Cette invention est donc particulièrement intéressante pour l’analyse des milieux organiques, dans lesquels on sait que l’évolution avec la fréquence de paramètres diélectriques du milieu organique sont un marqueur particulièrement pertinent de son état physico-chimique, ou physiopathologie. Étude de l'évolution d’un morceau de viande Comme illustré en , un tel résonateur multifréquence et sa sonde individuelle S1 peuvent être utilisés pour explorer les propriétés électriques d'un corps placé dans un récipient, sans contact ni accès à l'intérieur du récipient, par exemple lorsqu'il passe au dessus d'un résonateur MR2 intégré dans ou fixé sur un support 61, par exemple un produit alimentaire 94 voyageant sur un convoyeur dans une chaîne de production agroalimentaire. Les capacités d'exploration sans contact et en profondeur permettent ainsi d'explorer le produit 94 sur une profondeur significative illustrée par la région R3. A titre de validation, le résonateur multifréquence MR2 (WMFR-8) de la a été utilisé pour l’étude de la décomposition d’un steak de veau (15cm de long, 2cm d’épaisseur, 7cm de large). Ce steak a été placé dans le cristallisoir comme présenté , puis Z mes a été mesuré à quatre dates distinctes : jour 0, jour 1, jour 2 et jour 5. Lors du cinquième jour le steak était en décomposition avancée avec un changement d’aspect visible à l’œil nu : présence de liquide, changement de forme et de couleur. La illustre l'inductance induite L i dans le steak, en fonction de la durée écoulée et pour les différentes fréquences, lesquelles fournissent cette information pour des profondeurs différentes de la région à explorer R3. La est une courbe similaire qui représente la résistance induite R i . Grâce aux et , on peut voir l’avantage d’une telle mesure multi-fréquentielle. En effet, ces deux figures nous permettent de visualiser l’évolution des deux paramètres d’intérêt R i et L i , que l’on sait proportionnels respectivement à σ et Є r . On constate que les propriétés diélectriques du steak de veau varient avec la durée de décomposition. En effet, la valeur d'inductance induite L i pour chaque fréquence semble augmenter avec le temps et avec des différences plus ou moins marquées selon les fréquences. De même pour la résistance induite R i , une différence très nette est visible entre la courbe à J+5 et les autres, en particulier pour la fréquence la plus basse 22MHz et beaucoup moins pour la fréquence la plus haute. De plus, dès J+1 une variation de L i et R i apparaît. Celle-ci s’accentue avec le temps, et on voit que la courbe à J+5 est bien plus distincte des autres. Le phénomène de décomposition peut donc être suivi dès le début par le WMFR, et ce jusqu’à un stade avancé. Ces résultats confirment que ce capteur multifréquence WMFR est capable de suivre en temps réel les propriétés d’un milieu diélectrique organique, de manière non invasive et sans contact. La illustre un exemple de déroulement du procédé de mise en œuvre d'un tel résonateur multifréquence MR1 pour différentes applications de caractérisation, par exemple celle illustré en . Le résonateur est mis en place 101 à la distance adéquate de la région à explorer, par exemple de façon amovible ou implanté au sein d'un objet proche. Avant ou au moment de réaliser la mesure, la partie inductive de la sonde S1 est disposée à la distance adéquate du résonateur MR1, sur le moment ou de façon permanente par exemple de façon elle-même implantée. La sonde S1 est excitée par le lecteur S0 pour réaliser un couplage inductif 102 entre la sonde et le résonateur MR1. Le lecteur S0 effectue une mesure 104 de l'impédance complexe de l'ensemble formé par le résonateur MR1 et la région à explorer R1. Cette impédance complexe est traitée de façon spectrale, pour obtenir l'impédance individuelle mesurée Zm1-Zm4 pour chacune des fréquences de mesure fm1-fm4. Par exemple par les méthodes décrites ici, associées à celles décrites dans les documents listés en annexe ou connues de l'homme du métier, on extrait 105 de ces impédances individuelles Zm1-Zm4 les propriétés électriques individuelles P1-P4 du milieu dans la région à explorer pour les différentes fréquences mesurées fm1-fm4. Ces propriétés électriques individuelles sont ensuite utilisées pour caractériser le milieu 91 dans la région à explorer R1. Par exemple à partir de données ou relations connues, ou par exemple par comparaison ou étalonnage avec des données de référence, notamment connues ou répertoriées pour étalonnage ; par exemple par des méthodes statistiques connues pour par traitement par réseaux neuronaux. Les et présentent d'autres exemples de modes de réalisation du résonateur et de la sonde avec laquelle il entre en couplage inductif. Dans ces exemples, des lignes de transmission unitaires (TLR) qui sont spatialement séparées, et non imbriquées, sont couplées avec une même sonde S2. Dans cet exemple, la sonde S2 comprend un unique circuit inductif qui est formé de plusieurs parties séparées S21, S22, S23, que l'on pourrait comparer visuellement aux pétales d'une marguerite. En , le résonateur multifréquence MR4 présente deux lignes circulaires monotours M42 et M41 séparées l'une de l'autre, et deux autres lignes circulaires monotours M43 et M44 qui sont concentriques entre elles et séparées des deux autres. Ces quatre lignes M41-M44, de résonnances individuelles différentes, sont ainsi spatialement réparties en trois groupes, typiquement coplanaires, qui peuvent interagir avec le milieu à explorer dans trois sous-régions différentes. Cette disposition permet par exemple d'utiliser un nombre important de lignes différentes sans être limité par leur encombrement comme cela serait le cas si l'on cherchait de les disposer toutes de façon concentrique entre elle. Ces différents groupes sont disposés chacun dans l'axe de l'un des pétales de la sonde S2, qui va donc les exciter et les mesurer de façon strictement simultanée. Pour cette raison, ces quatre lignes de transmission élémentaires forment ensemble un unique résonateur MR4 à quatre fréquences, ou WMFR-4. En , le résonateur multifréquence MR5 présente trois groupes M511, M512, M513, de chacun quatre lignes circulaires monotours différentes et concentriques entre elles. Ces différents groupes M511, M512, M513 sont disposés chacun dans l'axe de l'un des pétales de la sonde S2, qui va donc les exciter et les mesurer de façon strictement simultanée. Pour cette raison, ces trois groupes forment ensemble un unique résonateur MR5 à quatre fréquences, ou WMFR-4, si ces trois groupes sont identiques. Cette disposition permet alors d'explorer une région plus étendue avec les mêmes fréquences. Si les trois groupes sont différents l'un de l'autre, par exemple en épaisseur ou matériau ou écartement des pistes, cette disposition permet aussi de combiner des fréquences plus nombreuses, jusqu'à douze fréquences dans le cas présent. Tous les types de TLR sont combinables dans ce type de disposition pour réaliser un unique résonateur multifréquence, dès lors qu'ils sont couplés avec une unique et même sonde, et donc que leur impédance globale est mesurée par une unique voie. Exemples de mise en œuvre Dans l'exemple de la , le résonateur MR1 est utilisé pour caractériser sans contact le contenu 91 d'un récipient 81 perméable au champ magnétique, par exemple amagnétique ou mince. Dans cet exemple, le résonateur MR1 est fixé sur un support fixe 61, sur lequel passent différents récipients dont on cherche à caractériser le contenu, par exemple pour un contrôle qualité ou pour une identification. Le résonateur permet de caractériser sans contact une région R1 de chacun des récipients 81 qui passent successivement au dessus de lui. L'exemple de la illustre une mise en œuvre dans laquelle le résonateur MR1 est intégré au récipient 82, ici implanté dans sa paroi. Il est ainsi possible de surveiller la région R2 du contenu 91, à n'importe quel moment de son évolution, sans nécessiter d'ouvrir le récipient 82. La illustre une mise en œuvre dans laquelle une pluralité de résonateurs multifréquences MR7a à MR7h sont implantés dans un grand nombre de positions de la paroi d'un réservoir, par exemple un réservoir 83 de carburant 92, qui est fermé par un obturateur 831. Ces résonateurs multifréquences sont excités respectivement par une série de sondes S7a à S7h, qui sont par exemple intégrées dans une plaque contigüe voire implantées dans ou fixées sur la paroi externe du réservoir. Ces résonateurs sont dimensionnés et positionnés pour caractériser le milieu présent dans une série de régions R7a à R7h, par exemple qui englobent la surface d'interface entre la paroi du réservoir et le carburant. En caractérisant de façon régulière voire permanent ces régions d'interface, il est ainsi possible de suivre la présence ou l'évolution d'un éventuel film 928 de bactéries qui se développent aux éventuels points de corrosion voire la favorisent. La illustre une mise en œuvre dans laquelle un dispositif matriciel comprenant une pluralité de résonateurs multifréquences MR8a à MR8h, avec chacun sa sonde individuelle S8a à S8h, est mis en place de façon embarquée sur un organisme vivant, ici une souris 93. Optionnellement, les sondes peuvent aussi être placées dans un dispositif séparé, et les résonateurs peuvent aussi être implantés directement à l'intérieur de l'organisme de la souris. Un tel système peut permet d'effectuer une caractérisation graphique, du fait de la disposition matricielle des résonateurs qui explorent chacune une région différente R8a à R8h, de l'évolution dans le temps de tout ou partie de l'organisme de la souris. Il peut s'agir par exemple de suivre et visualiser la dispersion dans l'organisme d'un composé injecté, ou l'évolution de l'état de certains organes au cours du temps. Dans une telle configuration embarquée, il permet de le maintenir sur la souris pendant toute la journée, et de surveiller ses paramètres pendant ses activités éveillées. Bibliographie : [22] E. Hammerstad and O. Jensen, “Accurate Models for Microstrip Computer-Aided Design.,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, vol. 1, no. 12, pp. 107–409, 1980, issn : 0149645X. doi : 10.1109/mwsym.1980.1124303. [23] Y. Luo, X. Wang, and X. Zhou, “Inductance calculations for circular coils with rectangular cross section and parallel axes using inverse mellin transform and generalized hypergeometric functions,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 32, no. 2, pp. 1367–1374, 2017, issn : 08858993. doi : 10.1109/TPEL.2016.2541180. [24] B. C. R. Paul, “The concept of “partial” inductance,” pp. 195–245, [25] J. T. Conway, “Analytical solutions for the self-and mutual inductances of concentric coplanar disk coils,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 49, no. 3, pp. 1135–1142, 2013, issn : 00189464. doi : 10.1109/TMAG.2012.2229287. [26] G. Masilamany, P. Y. Joubert, S. Serfaty, B. Roucaries, and Y. Le Diraison, “Radiofrequency inductive probe for non-contact dielectric characterizations of organic medium,” Electronics Letters, vol. 50, no. 7, pp. 496–497, 2014, issn : 00135194. doi : 10.1049/el.2014.0558. [Online]. Available: http://digital- library.theiet.org/content/journals/10.1049/el.2014.0558. Procédé de caractérisation d'au moins une région à explorer au sein d'un milieu à caractériser, comprenant au moins les étapes suivantes : couplage inductif (102) sans contact d'une sonde, de façon simultanée, avec une pluralité de lignes de transmission (M11-M14, M21-M28) agencées pour présenter des fréquences de résonance (fr1-fr8) différentes les unes des autres, lesdites lignes de transmission formant ensemble un résonateur multifréquence, situé à proximité de ladite région explorée mais sans nécessiter de contact avec ladite région explorée, dont les lignes de transmission interagissent avec la région à explorer ; (et typiquement aussi entre elles) mesure (104) de la variation d'impédance dudit résonateur multifréquence par un lecteur qui interagit avec ladite sonde ; traitement (103) de ladite mesure de variation d'impédance, comprenant une analyse spectrale (103) en fonction de la fréquence, de façon à déterminer une pluralité d'impédances individuelles (Zm1-Zm8) mesurées pour une pluralité de fréquences de mesure (respectivement fm1-fm8) ; traitement (104) d'une ou plusieurs desdites impédances individuelles pour extraire une ou plusieurs propriétés électriques de ladite zone explorée. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les impédances individuelles de plusieurs fréquences de résonance différentes, ou les propriétés électriques respectives qui en sont extraites, sont combinées pour fournir une caractérisation de la région à explorer en des parties situées à différentes distances du résonateur multifréquence. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les impédances individuelles de plusieurs fréquences de résonance différentes, ou les propriétés électriques respectives qui en sont extraites, sont combinées pour fournir une caractérisation plus précise d'une même partie de la région à explorer. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour réaliser une pluralité de caractérisations à des instants différents, de façon à fournir un suivi dans le temps d'une région à explorer (R3, R71 à R7h, R8a à R8h) incluant au moins un matériau ou objet en évolution (931). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il met en œuvre un ou plusieurs résonateurs multifréquences (MR1, MR7a à MR7h, MR8a à MR8h) qui sont intégrés ou implantés dans un objet (61, 82, 83) ou système de façon à caractériser une région à explorer, ladite région à explorer incluant un matériau appartenant audit objet (82), et/ou un matériau au contact (92, 93) ou à proximité (931) dudit objet (61, 83), et/ou une interface (928) entre lesdits matériaux (92 et 83). ledit procédé étant mis en œuvre de façon à obtenir une pluralité de caractérisations réparties dans le temps pour ladite région à explorer et ainsi fournir un suivi dans le temps d'une évolution de la région à explorer (R7a à R7h, R3). Système de caractérisation sans contact d'au moins une région dite explorée (R1, R2, R3, R7, R8,) au sein d'un milieu à caractériser (91, 92, 93, 94), du type comprenant : au moins un résonateur (MR1 à MR8) à lignes de transmission, prévu pour être disposé à proximité de ladite région explorée, mais sans nécessiter de contact avec ladite région explorée, une sonde agencée pour : d'une part être couplée par couplage inductif avec ledit résonateur au moyen d'un circuit à boucle inductive (S1, S7, S8), et d'autre part pour interagir avec au moins un lecteur (S0) ; caractérisé en ce que ledit résonateur comprend une pluralité de lignes de transmission (M11 à M14, M21 à M28, M31 à M34), agencées pour présenter des fréquences de résonance (fr1 à fr8) différentes les unes des autres et formant ainsi un résonateur multifréquences (MR1 à MR8) dont les lignes de transmission interagissent avec la région à explorer en ce que ladite sonde est agencée pour interagir avec l'ensemble dudit résonateur multifréquence ledit lecteur étant agencé pour interagir avec ladite sonde de façon à mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le résonateur multifréquence (MR1, MR2, MR3) comprend une pluralité de lignes de transmission (M11 à M14, M21 à M28, M31 à M34) distinctes et non connectées entre elles qui sont réalisées chacune par au moins une piste conductrice formée sur un substrat diélectrique bidimensionnel selon une trajectoire quasi-fermée. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que tout ou partie des lignes de transmission du résonateur multifréquence (MR1, MR2) forment chacune une trajectoire quasi-fermée à un seul tour (M11 à M14, M21 à M28, M32), typiquement un anneau brisé circulaire monotour. Système selon l’une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que le résonateur multifréquence comprend une pluralité de pistes conductrices de forme quasi fermée qui sont enfermées l'une à l'intérieur de l'autre (M11 à M14, M21 à M28, M31 à M34, M43 à M44). Système selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le résonateur multifréquence (MR4, MR5) comprend une pluralité de lignes de transmission distinctes et non connectées entre elles, qui sont réalisées chacune par une piste conductrice (c14a, c14b) formée sur un substrat (d1) isolant bidimensionnel, notamment appariées entre elles des deux côtés dudit substrat, en vis-à-vis et angulairement décalées, selon une trajectoire "quasi-fermée" et notamment circulaire ; en ce que qu'au moins deux lignes de transmission de fréquences différentes sont disposées de manière non imbriquées l'une dans l'autre, dites séparées ; et en ce que la sonde (S2) comprend un circuit à boucle inductive dont la forme est agencée pour pouvoir obtenir un couplage inductif simultané avec lesdites deux lignes de transmission séparées, formant notamment une boucle conductrice présentant des excroissances mono-tour (S21, S23) ou multi-tours (S22) disposées de façon à pouvoir superposer une excroissance sur chacune desdites lignes de transmission séparées (respectivement M41, M42, M43 et M44). Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le résonateur multifréquence comprend une pluralité de lignes de transmission distinctes et non connectées entre elles, qui sont réalisées par des pistes conductrices (c14a, c14b) formées chacune selon une trajectoire "quasi-fermée", de façon coplanaire ou sur un même substrat isolant bidimensionnel. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le résonateur multifréquence comprend une pluralité de lignes de transmission distinctes et non connectées entre elles, qui sont réalisées chacune par une piste conductrice formée sur un même substrat isolant bidimensionnel, chacune selon une trajectoire "quasi-fermée" mono-tour ; et en ce que lesdites lignes de transmission sont disposées l'une à l'intérieur de l'autre, et notamment de façon concentrique entre elles. Dispositif de résonateur à ligne de transmission, du type apte à communiquer par couplage inductif avec une sonde à boucle inductive pour être excité par ladite sonde, de façon à interagir avec ladite sonde, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de lignes de transmission de forme quasi fermée qui sont enfermées l'une à l'intérieur de l'autre, notamment des cercles concentriques, et qui sont agencées pour former ensemble un résonateur multifréquence apte à être mis en œuvre au sein d'un système selon l’une quelconque des revendications 6 à 12, ou d'un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque ligne de transmission forme un unique tour. Système (17, 18) comprenant un objet (61, 82, 83), ledit système ou objet comprenant au moins un résonateur à ligne de transmission, lequel résonateur comprend une pluralité de lignes de transmission, agencées pour présenter des fréquences de résonance (fr1-fr8) différentes les unes des autres et formant ainsi un résonateur multifréquences (MR1, MR7a à MR7h, MR8a à MR8h) dont les lignes de transmission interagissent avec la région à explorer, ledit résonateur multifréquence étant agencé pour former un couplage inductif avec une sonde à boucle inductive (S1, S7a à S7h, S8a à S8h) de façon à interagir avec ladite sonde pour former avec elle un système selon l’une quelconque des revendications 6 à 12 agencé pour caractériser une région à explorer (R2, R7a à R7h, R8a à R8h) au sein d'un milieu à caractériser, ou être mis en œuvre au sein d'un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, ladite région à explorer incluant un matériau appartenant audit objet (82), et/ou un matériau au contact (92, 93) ou à proximité (931) dudit objet (61, 83), et/ou une interface (928) entre lesdits matériaux (92 et 83). Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une sonde (S8a à S8h) disposée de façon à pouvoir communiquer avec le résonateur multifréquence (respectivement MR8a à MR8h) par couplage inductif, en ce que ledit résonateur multifréquence et ladite sonde sont agencés pour former un système selon l’une quelconque des revendications 6 à 12 ou être mis en œuvre au sein d'un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.