Brevet FR3139389A1 — publié le 20240308

L’invention porte sur un système interférométrique de caractérisation d’analytes présents dans un milieu fluide, comportant : une matrice de N interféromètres (12 (n) ) de Mach-Zehnder comportant chacun un coupleur multimode (15) présente plusieurs sorties, dont deux seules sorties dites utiles (15u), déphasées de π/2, sont couplées aux photodétecteurs ; et une unité de traitement comportant, pour chacun des interféromètres (12 (n) ) de Mach-Zehnder, des valeurs prédéterminées de paramètres de calibration formés : d’une puissance d’entrée P in(n) du signal optique incident à un diviseur d’entrée (13), qui est fonction de la puissance prédéfinie du signal optique émis par une source lumineuse (11) ; et de décalages o 1(n) , o 2(n) de puissance optique associées à chaque sortie utile (15u) et définies lorsque la source lumineuse (11) est inactive. Figure pour l’abrégé : Fig. 2A Système interférométrique de caractérisation calibré et présentant un encombrement réduit Le domaine de l’invention est celui de la caractérisation, par un système interférométrique, d’analytes présents dans un milieu gazeux ou liquide. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE La capacité d’analyser et de caractériser des analytes présents dans un milieu fluide, tels que par exemple des molécules odorantes ou des composés organiques volatils, voire des composés présents en solution ou en suspension en milieu liquide, est une problématique de plus en plus importante, notamment dans les domaines de la santé, de l’industrie agroalimentaire, de l’industrie de la parfumerie (senteurs), voire du confort olfactif dans les endroits confinés publics ou privés (automobile, hôtellerie, lieux partagés…), etc… La caractérisation de tels analytes présents peut être effectuée par un système de caractérisation. Différentes approches de caractérisation existent, qui se distinguent entre elles notamment par la nécessité ou non d’avoir à « marquer » au préalable les analytes ou les récepteurs par un agent de révélation. A la différence par exemple de la détection par fluorescence qui nécessite d’avoir recours à de tels marqueurs, la détection utilisant l’imagerie par résonance plasmonique de surface (SPRi pour Surface Plasmon Resonance Imaging , en anglais), et celle utilisant un principe interférométrique, par exemple de type Mach-Zehnder (MZI, pour Mach-Zehnder Interferometer , en anglais), sont des techniques dites sans marqueur ( label free , en anglais). Dans un tel système de caractérisation, les analytes présents dans un milieu fluide viennent interagir par adsorption/désorption avec des récepteurs situés dans un ou plusieurs sites sensibles d’une surface fonctionnalisée. Il s’agit de détecter en temps réel un signal optique associé à chacun des sites sensibles, représentatif de la variation temporelle de l’indice de réfraction local du fait des interactions d’adsorption/désorption des analytes avec les récepteurs. L’intensité ou la puissance de chaque signal optique détecté par un capteur optique est directement corrélée aux interactions d’adsorption/désorption des analytes avec les récepteurs. La illustre un exemple d’interféromètre 12 de Mach-Zehnder d’un système de caractérisation, décrit dans le document EP3754326A1. Ce système de caractérisation comporte une surface fonctionnalisée où se situent les récepteurs, un dispositif de mesure formé d’une source lumineuse (un réseau de diffraction assure ici le couplage entre la source lumineuse et l’interféromètre 12), d’une matrice d’interféromètres 12 de Mach-Zehnder réalisés dans un circuit photonique intégré (PIC, pour Photonic Integrated Circuit , en anglais) d’une puce photonique, et des photodétecteurs (un réseau de diffraction assure ici le couplage avec un photodétecteur déporté), et comporte enfin une unité de traitement (non représentée également). Chaque interféromètre 12 comporte deux guides d’onde dont l’un forme un bras de référence 14r, et l’autre un bras sensible 14s à la surface de laquelle se trouvent les récepteurs. La présence d’analytes adsorbés à la surface du bras sensible 14s modifie les propriétés du signal optique le parcourant, et entraîne plus précisément une modification de la phase du signal optique, alors que la phase du signal optique parcourant le bras de référence 14r n’est pas modifiée. La différence de phase Φ(t) entre ces signaux optiques conduit à des interférences constructives ou destructives qui modulent la puissance du signal optique de sortie détecté par le photodétecteur. La illustre un exemple de signal (ou sensorgramme) obtenu par un système de caractérisation lors d’un procédé de caractérisation d’analytes. Un sensorgramme est ici un signal correspondant à l’évolution temporelle du déphasage Φ(t), lors d’une phase de référence Ph ref où les analytes ne sont pas présents, suivie d’une phase de caractérisation Ph carac où les analytes sont présents et interagissent avec les récepteurs. Les analytes peuvent alors être caractérisés à partir des valeurs Φ i et Φ f du déphasage Φ(t) associées respectivement à la phase de référence Ph ref et à la phase de caractérisation Ph carac . Cependant, étant donné que la puissance du signal optique reçu par le photodétecteur est une fonction sinusoïdale du déphasage Φ(t), il peut être nécessaire d’être en mesure de déterminer le sens de variation du déphasage Φ(t). Pour cela, selon une approche, l’interféromètre de Mach-Zehnder comporte un coupleur de sortie multimode 2×3 (MMI pour Multi Mode Interferometer , en anglais). Le coupleur multimode comporte donc trois sorties déphasées de 2π/3, lesquelles sont appelées sorties utiles dans la mesure où elles sont chacune couplée à un photodétecteur. La illustre un exemple d’un tel interféromètre 12 de Mach-Zehnder, décrit dans le document Halir et al intitulé Direct and Sensitive Phase Readout for Integrated Waveguide Sensors , IEEE Photonics J., Vol.5, No.4, 6800906, August 2013, comportant un coupleur multimode 15 couplé à trois photodétecteurs 16. Aussi, pour une matrice de N interféromètres 12 de Mach-Zehnder, il est nécessaire de prévoir une matrice de 3×N photodétecteurs 16, ce qui se traduit par un encombrement important ( footprint , en anglais) sur la surface de la puce photonique. Cet encombrement peut être lié à la présence sur la puce photonique d’une matrice de 3×N réseaux de diffraction assurant le couplage avec un photodétecteur matriciel déporté (caméra), ou à la présence de la matrice de 3×N photodétecteurs lorsqu’ils sont intégrés à la puce photonique. L’invention a pour objectif de remédier au moins en partie aux inconvénients de l’art antérieur, et plus particulièrement de proposer un système de caractérisation, de type interférométrique, présentant un encombrement réduit, tout en étant en mesure de déterminer le déphasage Φ(t) et son sens de variation. Pour cela, l’objet de l’invention est un système de caractérisation adapté à caractériser des analytes présents dans un milieu fluide, comportant un dispositif de mesure qui comporte : au moins une source lumineuse, adaptée à émettre un signal optique de puissance prédéfinie ; une matrice de N interféromètres de Mach-Zehnder, avec N>1, comportant chacun : un diviseur d’entrée couplé à la source lumineuse ; deux guides d’onde, formant un bras sensible à la surface duquel se situent des récepteurs avec lesquels les analytes sont aptes à interagir par adsorption/désorption, et un bras de référence ; et un coupleur multimode de sortie, couplé aux deux guides d’onde ; une matrice de photodétecteurs, adaptés à mesurer des puissances des signaux optiques transmis par les coupleurs multimodes. Le système de caractérisation comporte également une unité de traitement, adaptée à déterminer, pour chaque interféromètre de Mach-Zehnder d’indice n allant de 1 à N : un déphasage Φ (n) (t) entre les signaux optiques circulant dans les guides d’onde, à partir des puissances mesurées ; des valeurs Φ i(n) et Φ f(n) , à partir du déphasage Φ (n) (t), associées respectivement à une phase de référence où les analytes ne sont pas présents et à une phase de caractérisation où les analytes sont présents et interagissent avec les récepteurs ; puis à caractériser les analytes, à partir des valeurs Φ i(n) et Φ f(n) . Selon l’invention, chacun des coupleurs multimodes présente plusieurs sorties, dont deux seules, dites sorties utiles, déphasées de π/2, sont couplées aux photodétecteurs. De plus, les photodétecteurs forment une matrice de 2×N photodétecteurs, et mesurent chacun les puissances P 1(n) (t) et P 2(n) (t) des signaux optiques transmis par les sorties utiles de chaque interféromètre de Mach-Zehnder. De plus, l’unité de traitement comporte, pour chacun des interféromètres de Mach-Zehnder, des valeurs prédéterminées de paramètres de calibration formés : d’une puissance d’entrée P in(n) du signal optique incident au diviseur d’entrée, qui est fonction de la puissance prédéfinie du signal optique émis par la source lumineuse ; et de décalages o 1(n) , o 2(n) de puissance optique associées à chaque sortie utile et définies lorsque la source lumineuse est inactive. De plus, elle est adaptée à déterminer le déphasage Φ (n) (t) à partir des puissances optiques P 1(n) (t) et P 2(n) (t) mesurées et associées aux sorties utiles, et des valeurs prédéterminées des paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) . Certains aspects préférés mais non limitatifs de ce système de caractérisation sont les suivants. Chaque coupleur de sortie peut comporter des sorties non couplées à la matrice de photodétecteurs, dites non utiles, comportant des extrémités en pointe. Le système de caractérisation peut comporter une puce photonique contenant : d'une part la matrice des N interféromètres de Mach-Zehnder ; et d’autre part une matrice de 2×N éléments optiques de détection couplés aux N interféromètres par des guides d’onde intégrés, les éléments optiques de détection étant, soit lesdits photodétecteurs, soit des réseaux de diffraction couplés à un photodétecteur matriciel. Le dispositif de mesure peut comporter une matrice d’au moins 4 interféromètres de Mach-Zehnder. Chaque coupleur multimode peut être un coupleur 2×4. Le système de caractérisation peut comporter un dispositif de calibration adapté à déterminer, avec l’unité de traitement, les valeurs des paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) . Le dispositif de calibration peut comporter un réservoir d’analytes dits de calibration, raccordé fluidiquement au dispositif de mesure pour permettre aux analytes de calibration d’interagir avec les récepteurs, ayant une concentration d’analytes de calibration prédéfinie pour induire, lorsqu’ils interagissent avec les récepteurs, une variation minimale prédéfinie ΔΦ min du déphasage Φ (n) (t) de chacun des interféromètres de Mach-Zehnder. Le dispositif de calibration peut comporter un interféromètre de Mach-Zehnder, dit de calibration, couplé au moins un photodétecteur dit de calibration. L’interféromètre de calibration peut comporter un bras de référence et un bras discontinu. L’invention porte également sur un procédé de calibration d’un système de caractérisation selon un mode de réalisation où le dispositif de calibration comporte un réservoir d’analytes de calibration. Le procédé comporte alors les étapes suivantes : activer la source lumineuse pour qu’elle émette le signal optique à la puissance prédéfinie ; mettre en contact les analytes de calibration avec les récepteurs ; mesurer par les photodétecteurs une puissance P 1(n) (t), P 2(n) (t) des signaux optiques transmis par chaque interféromètre de Mach-Zehnder, alors que les analytes de calibration interagissent avec les récepteurs et induisent une variation du déphasage Φ (n) (t) au moins égale à la valeur minimale prédéfinie ΔΦ min ; déterminer par l’unité de traitement les valeurs des paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) à partir des puissances P 1(n) (t), P 2(n) (t) mesurées, et stocker dans l’unité de traitement les valeurs déterminées des paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) . Les paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) peuvent être déterminés à partir des valeurs minimales et maximales des puissances P 1(n) (t), P 2(n) (t) mesurées. L’invention porte également sur un procédé de calibration d’un système de caractérisation selon un mode de réalisation où le dispositif de calibration comporte un interféromètre de calibration et au moins un photodétecteur de calibration. Le procédé comporte alors les étapes suivantes : mesurer, par le photodétecteur de calibration, une puissance du signal optique transmis par l’interféromètre de calibration, alors que la source lumineuse est activée ; déterminer une valeur de la puissance d’entrée P in,calib du signal optique incident à un diviseur d’entrée de l’interféromètre de calibration ; puis déterminer la valeur d’entrée P in(n) pour chacun des interféromètres du dispositif de mesure, à partir de la valeur P in,calib déterminée. Le procédé peut comporter les étapes suivantes : mesurer une puissance P 1(n) (t), P 2(n) (t) des signaux optiques transmis par chaque interféromètre du dispositif de mesure, par les photodétecteurs du dispositif de mesure, alors que la source lumineuse est inactive ; puis déterminer les valeurs des décalages o 1(n) et o 2(n) à partir des puissances P 1(n) (t), P 2(n) (t) mesurées. L’invention porte également sur un procédé de caractérisation d’analytes par un système de caractérisation selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes, comportant les étapes suivantes : mesurer, par les photodétecteurs du dispositif de mesure, une puissance P 1(n) (t), P 2(n) (t) des signaux optiques transmis par chaque interféromètre de Mach-Zehnder, lors d’une phase de référence où les analytes ne sont pas présents, et lors d’une phase de caractérisation où les analytes sont présents et interagissent avec les récepteurs ; déterminer par l’unité de traitement, pour chaque interféromètre de Mach-Zehnder, le déphasage Φ (n) (t) entre les signaux optiques circulant dans les bras, à partir des puissances P 1(n) (t), P 2(n) (t) mesurées et des valeurs prédéterminées des paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) ; déterminer des valeurs Φ i(n) et Φ f(n) à partir du déphasage Φ (n) (t), associées respectivement à la phase de référence et à la phase de caractérisation ; caractériser les analytes à partir des valeurs Φ i(n) et Φ f(n) . L’étape de détermination du déphasage Φ (n) (t) peut consister à déterminer : un déphasage φ (n) (t), dit déphasage extrait, dont les valeurs sont comprises entre 0 et 2π, à partir des puissances P 1(n) (t), P 2(n) (t) mesurées et des valeurs prédéterminées des paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) ; puis le déphasage Φ (n) (t), dit déphasage déplié, par dépliement du déphasage extrait φ (n) (t) en lui ajoutant un multiple entier positif ou négatif de 2π. D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la , déjà décrite, est une vue schématique et partielle, en perspective, d’un interféromètre de Mach-Zehnder d’un système de caractérisation selon un exemple de l’art antérieur ; la , déjà décrite, illustre un exemple de l’évolution temporelle d’un déphasage Φ(t) entre les signaux optiques circulant dans les deux guides d’onde d’un interféromètre de Mach-Zehnder, au cours d’une phase de référence Ph ref puis d’une phase de caractérisation Ph carac ; la , déjà décrite, est une vue schématique et partielle, d’un interféromètre de Mach-Zehnder d’un système de caractérisation selon un autre exemple de l’art antérieur, qui comporte un coupleur de sortie multimode 2×3 ; la est une vue schématique et partielle d’un système de caractérisation calibré et à encombrement réduit, selon un mode de réalisation ; la est une vue schématique et partielle d’un autre exemple d’interféromètre de Mach-Zehnder du dispositif de mesure du système de caractérisation calibré selon un mode de réalisation ; la illustre un exemple des évolutions temporelles du déphasage extrait φ(t) et du déphasage déplié Φ(t) associés aux signaux optiques circulant dans les bras d’un interféromètre de Mach-Zehnder de la ou de la , mettant en évidence le dépliement de la phase ; la illustre un organigramme d’un procédé de calibration et d’un procédé de caractérisation d’analytes selon un mode de réalisation ; la est une vue schématique et partielle d’un système de caractérisation à encombrement réduit, à calibrer, selon un mode de réalisation où le dispositif de calibration comporte un réservoir d’analytes de calibration ; la est une vue schématique et partielle du système de caractérisation à calibrer de la , qui illustre les conduits de raccordement fluidique entre le réservoir d’analytes de calibration et le dispositif de mesure du système de caractérisation ; la illustre un exemple d’évolution temporelle de la puissance P 1(n) (t) et P 2(n) (t) de signaux optiques transmis par le coupleur multimode d’un interféromètre de Mach-Zehnder d’un système de caractérisation selon un mode de réalisation, en vue de déterminer les paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) , et o 2(n) ; la illustre un autre exemple d’évolution temporelle du déphasage extrait φ (n) (t), ici sous la forme d’une ellipse dans un plan complexe (x, y), en vue également de déterminer les paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) , et o 2(n) ; la est une vue schématique et partielle d’un système de caractérisation à encombrement réduit, à calibrer, selon un autre mode de réalisation où le dispositif de calibration comporte un interféromètre de Mach-Zehnder de calibration couplé à un photodétecteur de calibration ; la est une vue schématique et partielle d’un autre exemple d’interféromètre de Mach-Zehnder de calibration. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent les éléments identiques ou similaires. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l’échelle de manière à privilégier la clarté des figures. Par ailleurs, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent être combinés entre eux. Sauf indication contraire, les termes « sensiblement », « environ », « de l’ordre de » signifient à 10% près, et de préférence à 5% près. Par ailleurs, les termes « compris entre … et … » et équivalents signifient que les bornes sont incluses, sauf mention contraire. L’invention porte d’une manière générale sur la caractérisation d’analytes présents dans un milieu fluide (gazeux ou liquide). D’une manière générale, par caractérisation on entend l’obtention d’informations représentatives des interactions des analytes contenus dans le milieu fluide avec les récepteurs de sites sensibles d’une surface fonctionnalisée du système de caractérisation. Les interactions en question ici sont des évènements d’adsorption et/ou de désorption des analytes avec les récepteurs. Ces informations forment ainsi un motif d’interaction, autrement dit une « signature » des analytes, ce motif pouvant être représenté par exemple sous forme d’histogramme ou d’un diagramme en radar. Plus précisément, dans le cas où le système de caractérisation comporte N sites sensibles distincts, le motif d’interaction est formé par les N informations représentatives scalaires ou vectorielles. L’invention porte plus précisément sur un système de caractérisation calibré, c’est-à-dire dont l’unité de traitement contient des valeurs prédéterminées de paramètres de calibration, pour chacun des interféromètres de Mach-Zehnder d’un dispositif de mesure, ces valeurs lui permettant ainsi d’être en mesure de déterminer le déphasage Φ (n) (t) entre les signaux optiques circulant dans les bras de chaque interféromètre de Mach-Zehnder ainsi que son sens de variation. L’invention porte également sur un système de caractérisation à calibrer, et comportant pour cela un dispositif de calibration permettant de déterminer, avec l’unité de traitement, ces valeurs des paramètres de calibration. Elle porte enfin sur un procédé de calibration d’un tel système de caractérisation (à calibrer), et sur un procédé de caractérisation d’analytes au moyen d’un tel système de caractérisation calibré. Notons ici que les paramètres de calibration sont formés, pour chacun des interféromètres de Mach-Zehnder d’indice n allant de 1 à N, avec N>1 : d’une puissance d’entrée P in(n) du signal optique incident au diviseur d’entrée, qui est fonction de la puissance prédéfinie du signal optique émis par la source lumineuse du système de caractérisation ; et de décalages o 1(n) , o 2(n) de puissance optique associés à chaque sortie utile et définis lorsque la source lumineuse est inactive (et donc la puissance d’entrée du signal optique incident au diviseur d’entrée est nulle). Le terme « décalage » est synonyme de biais, d’offset, d’erreur d’offset, d’erreur de zéro, etc… La caractérisation des analytes est effectuée au moyen d’un système de caractérisation de type interférométrique comportant a minima : un dispositif de mesure comportant : au moins une source lumineuse adaptée à émettre un signal optique de puissance prédéfinie ; une matrice de N interféromètres de Mach-Zehnder, avec N>1, comportant chacun : un diviseur d’entrée couplé à la source lumineuse ; deux guides d’onde qui forment un bras sensible et un bras de référence ; et un coupleur de sortie de type MMI (coupleur multimode) ayant plusieurs sorties, dont deux seulement sorties utiles déphasées de π/2 ; une matrice de 2×N photodétecteurs couplés aux sorties utiles, soit directement (les photodétecteurs étant alors disposés sur ou dans la puce photonique) soit indirectement (par le biais d’une matrice de 2×N réseaux de diffraction réalisés sur ou dans la puce photonique) ; une unité de traitement : comportant pour chacun des interféromètres de Mach-Zehnder du dispositif de mesure, des valeurs prédéterminées des paramètres de calibration ; adaptée à déterminer, pour chacun desdits interféromètres, un déphasage Φ (n) (t) entre les signaux optiques circulant dans les bras, à partir des puissances optiques P 1(n) (t) et P 2(n) (t) mesurées et associées aux sorties utiles, et des valeurs prédéterminées des paramètres de calibration (puissance d’entrée P in(n) et décalages o1 (n) , o2 (n) ; puis adaptée à caractériser les analytes à partir de valeurs Φ i(n) et Φ f(n) du déphasage Φ (n) (t) associées respectivement à une étape de référence Ph ref où les interféromètres ne sont exposés aux analytes, et à une étape de caractérisation Ph carac où ils sont exposés aux analytes. Selon l’invention, le coupleur de sortie de chaque interféromètre de Mach-Zehnder est un coupleur multimode ayant deux entrées couplées aux bras et plusieurs sorties (de préférence quatre sorties). Parmi ces sorties, deux seules, déphasées de π/2, sont couplées aux photodétecteurs et sont donc dites utiles. Les autres sorties ne sont pas utilisées pour caractériser les analytes (pas de couplage aux photodétecteurs du dispositif de mesure). Cette configuration permet donc de réduire fortement l’encombrement sur la puce photonique, dans la mesure où seules 2×N photodétecteurs sont nécessaires, et non plus 3×N comme dans le document Halir et al 2013 mentionné précédemment. L’encombrement lié aux guides d’onde raccordant les coupleurs de sortie aux photodétecteurs (lorsqu’ils sont intégrés à la puce photonique) ou aux réseaux de diffraction (lorsque les photodétecteurs sont déportés) est également fortement réduit. De plus, les valeurs prédéterminées des paramètres de calibration permettent de déterminer le déphasage Φ (n) (t) tout en étant en mesure de connaître son sens de variation. Comme détaillé par la suite, le système de caractérisation peut comporter, en outre, un dispositif de calibration adapté à déterminer, avec l’unité de traitement, lors d’un procédé de calibration, les valeurs en question des paramètres de calibration. La est une vue schématique et partielle d’un système de caractérisation 1 calibré, selon un mode de réalisation. La illustre plus en détail un autre exemple d’interféromètre 12 (n) de Mach-Zehnder du système de caractérisation 1 de la . D’une manière générale, le système de caractérisation 1 comporte un dispositif de mesure 10, et une unité de traitement 3 contenant des valeurs prédéterminées de paramètres de calibration Param calib . Le système de caractérisation 1 est alors dit calibré. Les interféromètres 12 (n) de Mach-Zehnder du dispositif de mesure 10 sont intégrés dans une puce photonique, laquelle peut être de type photonique sur silicium. Les analytes sont des éléments présents dans le milieu fluide (gazeux ou liquide) à analyser, et sont destinés à être détectés et caractérisés par le système de caractérisation 1. Ils peuvent être, à titre illustratif, des bactéries, virus, protéines, lipides, molécules organiques volatiles, composés inorganiques, entre autres. Par ailleurs, les récepteurs 2 ( ligands , en anglais) sont des éléments qui recouvrent l’un des guides d’onde de l’interféromètre 12 de Mach-Zehnder (bras sensible 14s) et présentent une capacité d’interaction avec les analytes, bien que les affinités chimiques et/ou physiques entre les analytes et les récepteurs 2 ne soient pas nécessairement connues. Les récepteurs 2 des différentes surfaces sensibles présentent de préférence des propriétés physicochimiques différentes, qui impactent leur capacité à interagir avec les analytes. Il peut s’agir, à titre d’exemples, des acides aminés, des peptides, des nucléotides, des polypeptides, des protéines, des polymères organiques, des oligo- ou polysaccharides, entre autres. Les interféromètres 12 (n) de Mach-Zehnder sont réalisés dans une puce photonique contenant un circuit photonique intégré, réalisé par exemple à base de silicium. La source lumineuse 11 et les photodétecteurs 16 peuvent être situés sur ou dans la puce photonique, ou peuvent être déportés et couplés à celle-ci par des coupleurs optiques (réseaux de diffraction 17…) comme illustré sur la . De même, l’unité de traitement 3 peut être située dans ou sur la puce photonique, ou être déportée. Le dispositif de mesure 10 comporte au moins une source lumineuse 11, une matrice de N interféromètres 12 (n) de Mach-Zehnder, et une matrice de 2×N photodétecteurs 16. La source lumineuse 11 est de préférence une source optique de lumière cohérente ou non, d’un signal continu ou pulsé, et monochromatique, de largeur spectrale réduite (par exemple inférieure à 30nm, voire à 15nm, voire à 2nm ou encore à 1nm) et de longueur d’onde centrale prédéfinie par exemple située dans le proche infrarouge. Elle peut être une source laser à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL pour Vertical Cavity Surface Emitting Laser en anglais), une source laser hybride de type III-V/Si, une diode laser, ou tout autre type de source laser. Il peut également s’agir d’une diode électroluminescente. Le dispositif de mesure 10 du système de caractérisation 1 comporte une matrice de N interféromètres 12 (n) de Mach-Zehnder, avec N>1, de préférence au moins égal à 4, par exemple à 64 voire davantage, référencés par l’indice n allant de 1 à N. Les interféromètres 12 (n) comportent chacun un diviseur d’entrée 13 (par exemple de type MMI), deux guides d’onde 14r, 14s couplés au diviseur d’entrée 13, dont l’un forme un bras sensible 14s à la quantité d’analytes adsorbés aux récepteurs 2, et dont l’autre forme un bras de référence 14r non sensible aux analytes présents, de sorte que les signaux optiques circulant dans les deux bras 14r, 14s présentent un déphasage effectif, noté Φ(t). Les deux guides d’onde 14r, 14s sont ensuite couplés à un coupleur multimode 15 ayant plusieurs sorties déphasées de π/2 (ici quatre sorties), dont seulement deux sorties déphasées de π/2 sont utiles et couplées aux photodétecteurs 16. Dans l’exemple de la , les bras 14r, 14s s’étendent en spirale dans le sens où ils s’enroulent sur eux-mêmes entre le diviseur d’entrée 13 et le coupleur multimode 15. Ils peuvent également s’étendre en serpentin, voire s’étendre de manière rectiligne comme illustré sur la (avec éventuellement une partie en serpentin et/ou en spirale). D’autres formes de guides d’onde sont également possibles. Les récepteurs 2 forment ainsi N sites sensibles d’une surface dite fonctionnalisée de la puce photonique, cette surface fonctionnalisée étant destinée à être exposée au milieu fluide contenant les analytes. Autrement dit, les sites sensibles sont des zones contenant les récepteurs 2 et situées au niveau des bras sensibles 14s des interféromètres 12 (n) . Ils peuvent comporter des récepteurs 2 différents d’un site sensible à l’autre en termes d’affinité physicochimique avec les analytes. Plusieurs sites sensibles peuvent être identiques, dans le but par exemple, de détecter une éventuelle dérive de mesure. Les interféromètres 12 (n) comportent chacun un bras sensible 14s à la surface duquel des récepteurs 2 sont disposés pour former un site sensible, l’autre bras ne comportant pas de récepteurs 2 et forme le bras de référence 14r. Le guide d’onde du bras sensible 14s (matériau de haut indice de réfraction) est situé à une profondeur des récepteurs 2 telle que le signal optique s’y propageant (mode guidé) présente un indice effectif qui dépend de la quantité d’analytes liés aux récepteurs 2 du site sensible. Une échancrure (cf. par exemple la demande de brevet FR2106153 déposée le 10/06/2021) peut ainsi être effectuée dans la gaine recouvrant le bras sensible 14s, de manière à permettre au mode guidé d’être influencé par la présence des analytes adsorbés. Rappelons que l’indice effectif d’une mode guidé est défini comme le produit de la constante de propagation β et de λ/2π, λ étant la longueur d’onde du signal optique. La constante de propagation β dépend de la longueur d’onde λ et du mode du signal optique, ainsi que des propriétés du guide d’onde (indices de réfraction et géométrie). L’indice effectif du mode correspond, d’une certaine manière, à l’indice de réfraction du guide d’onde ‘vu’ par le mode optique. Il est habituellement compris entre l’indice du cœur et l’indice de la gaine du guide d’onde. On comprend donc que la quantité d’analytes adsorbés sur le site sensible modifient les propriétés du mode optique et/ou du guide d’onde, notamment la phase du mode guidé. Il en résulte donc que la présence d’analytes adsorbés sur le site sensible du bras sensible 14s entraîne une modification de la phase du mode guidé, alors que la phase du mode guidé parcourant le bras de référence 14r n’est sensiblement pas modifiée. Le déphasage Φ(t) entre les signaux optiques parcourant les bras puis reçus par le coupleur multimode 15 se traduit par une modification de la puissance du signal optique recombiné et détecté par les photodétecteurs 16, du fait d’interférences constructives ou destructives entre les signaux optiques circulant dans les deux bras. Le coupleur de sortie 15 est, dans cet exemple, un coupleur multimode (MMI) 2×4, mais le nombre d’entrées peut être différent. Il comporte ici au moins deux sorties15u, dites utiles, déphasées de π/2, et couplées chacune à un photodétecteur 16. Les autres sorties 15nu sont dites non utiles, dans la mesure où elles ne sont pas couplées aux photodétecteurs 16. Ces dernières peuvent comporter chacune une extrémité en pointe ( taper en anglais), de manière à provoquer la fuite du signal optique dans le substrat de la puce photonique et à réduire fortement la rétroréflexion en direction du coupleur multimode 15. Le dispositif de mesure 10 comporte une matrice de 2×N photodétecteurs 16, où chaque photodétecteur 16 est couplé à une sortie utile 15u d’un coupleur multimode 15 d’un interféromètre 12 (n) . Les photodétecteurs 16 mesurent la valeur de la puissance (ou de l’intensité, de manière équivalente) du signal optique transmis par chaque sortie utile 15u, à chaque instant de mesure, et transmettent cette information à l’unité de traitement 3. La puissance des signaux optiques au niveau des sorties utiles 15u est notée P 1(n) et P 2(n) . Sur la puce photonique, la matrice d’interféromètres 12 est couplée à une matrice de 2×N éléments de détection, lesquels peuvent être, soit des réseaux de diffraction 17 lorsque les photodétecteurs sont déportés vis-à-vis de la puce photonique (sous la forme d’une caméra à 2×N zones sensibles de détection, chaque zone sensible pouvant comportant au moins un pixel de détection), soit les photodétecteurs 16 eux-mêmes lorsqu’ils sont intégrés à la puce photonique. L’unité de traitement 3 permet la mise en œuvre des opérations de traitement du procédé de caractérisation des analytes. Pour cela, elle est couplée aux photodétecteurs 16 du dispositif de mesure 10. Elle comporte au moins un microprocesseur et au moins une mémoire. Elle comporte ainsi un processeur programmable apte à exécuter des instructions enregistrées sur un support d’enregistrement d’informations. Elle comporte en outre au moins une mémoire contenant les instructions nécessaires à la mise en œuvre du procédé de caractérisation. La mémoire est également adaptée à stocker les informations calculées à chaque instant de mesure. L’unité de traitement 3 contient en particulier les valeurs prédéterminées des paramètres de calibration Param calib , pour chacun des interféromètres 12 (n) du dispositif de mesure 10, à savoir plus précisément la puissance P in(n) ainsi que les décalages o 1(n) et o 2(n) . La puissance P in(n) est fonction de la puissance prédéfinie du signal optique émis par la source lumineuse 11 : en effet, la valeur P in(n) dépend de la puissance plus ou moins importante du signal émis par la source lumineuse 11. Par ailleurs, les décalages, ou offsets, sont associés aux interféromètres 12 (n) et/ou aux photodétecteurs du dispositif de mesure 10, et peuvent provenir de la lumière résiduelle présente dans le système de caractérisation 1, voire peuvent être liés au courant d’obscurité des photodétecteurs 16. L‘unité de traitement 3 est adaptée à déterminer un déphasage φ (n) (t) dit « extrait » représentatif du déphasage entre les signaux optiques circulant dans les bras de chaque interféromètre 12 (n) , à partir des puissances optiques P 1(n) (t) et P 2(n) (t) mesurées par les photodétecteurs 16 pour chacun des interféromètres 12 (n) , et des valeurs prédéterminées des paramètres de calibration Param calib . Elle est également adaptée à « déplier la phase » pour obtenir le déphasage Φ (n) (t) dit « déplié », puis à déterminer des valeurs Φ i(n) et Φ f(n) associées respectivement à la phase de référence Ph ref (absence d’analytes) et à la phase de caractérisation Ph carac (présence des analytes). Ces valeurs Φ i(n) et Φ f(n) permettent de déterminer la signature des analytes, telle que, par exemple : S = { Φ f(n) – Φ i(n) } n=1 ;N . Comme l’illustre la , le système de caractérisation 1 comporte un encombrement réduit sur la puce photonique, dans la mesure où la matrice de détection ne comporte plus que 2×N éléments de détection (réseaux de diffraction 17 ou photodétecteurs 16). On réduit également l’encombrement lié aux guides d’onde qui assurent le couplage entre les coupleurs multimodes 15 et la matrice de détection. Dans le cas d’une caméra déportée, celle-ci présente un nombre 2×N réduit de surfaces sensibles de détection, ce qui permet d’utiliser une caméra moins chère. De plus, grâce à la détermination des paramètres de calibration Param calib via le dispositif de calibration 20, l’unité de traitement 3 est en mesure de déterminer le déphasage Φ (n) (t) tout en connaissant le sens de sa variation. Enfin, il peut être montré que l’erreur de détermination du déphasage Φ (n) (t) peut être plus faible dans le cas d’interféromètres 12 (n) de Mach-Zehnder avec deux sorties utiles 15u déphasées de π/2 que dans le cas de trois sorties utiles déphasées de 2π/3. La illustre un exemple d’évolutions temporelles du déphasage extrait φ (n) (t) et du déphasage déplié Φ (n) (t). Comme indiqué précédemment, la puissance P 1 (t) et P 2 (t) des signaux optiques en sortie d’un interféromètre 12 de Mach-Zehnder varie de manière périodique, et plus précisément de manière sinusoïdale, en fonction du déphasage entre les signaux optiques parcourant les bras de l’interféromètre 12. Comme les méthodes d’extraction de phase utilisent généralement une fonction trigonométrique inverse telle qu’un arc-tangente, le déphasage calculé présente alors des valeurs modulo 2π : il s’agit alors du déphasage extrait φ(t). Ainsi, à mesure que les analytes se lient aux récepteurs 2 d’un bras sensible 14s, le déphasage augmente entre les signaux optiques parcourant les deux bras de l’interféromètre. Aussi, le déphasage extrait φ(t) augmente en présentant des discontinuités de l’ordre de 2π chaque fois qu’elle atteint l’une des bornes d’un intervalle de largeur 2π, ici ]-π ; +π]. Ainsi, elle augmente jusqu’à atteindre +π, puis présente une discontinuité d’une valeur de -2π pour redescendre à la valeur de -π, et reprend ensuite sa croissance. Le déphasage déplié Φ(t), qui est représentatif du déphasage effectif entre les signaux optiques parcourant les bras de l’interféromètre, augmente de manière continue sans rester contenu dans l’intervalle ]-π ; +π]. La illustre un organigramme d’un procédé de caractérisation 200 des analytes, au moyen du système de caractérisation 1 calibré de la . Le procédé de caractérisation 200 fait suite à un procédé de calibration 100. Lors du procédé préalable de calibration 100, qui sera décrit en détail par la suite, les valeurs des paramètres de calibration Param calib , à savoir la puissance d’entrée P in(n) et les décalages o 1(n) et o 2(n) , sont déterminées pour chacun des interféromètres 12 (n) de Mach-Zehnder du dispositif de mesure 10, et sont stockées dans l’unité de traitement 3. Ce procédé 100 est détaillé plus loin en lien avec deux modes de réalisation décrits par la suite. Le procédé de caractérisation 200 comporte une étape 210 de mesure, par les photodétecteurs 16, à chaque instant de mesure t i successifs, des puissances P 1(n) (t i ) et P 2(n) (t i ) des signaux optiques transmis par chacun des interféromètres 12 (n) . Les valeurs mesurées sont transmises à l’unité de traitement 3. Ces puissances P 1(n) (t i ) et P 2(n) (t i ) correspondent aux signaux optiques transmis par les deux sorties utiles 15u de chaque coupleur multimode 15. Cette étape est effectuée lors d’une phase de référence Ph ref où la surface fonctionnalisée n’est pas exposée aux analytes, et lors d’une phase de caractérisation Ph carac où elle est exposée aux analytes. Lors d’une étape 220, l’unité de traitement 3 détermine le déphasage extrait φ (n) (t i ), à partir des paramètres de calibration Param calib : P in(n) , o 1(n) et o 2(n) , et des valeurs mesurées de la puissance optique P 1(n) (t i ) et P 2(n) (t i ). Cette étape peut être effectuée à chaque instant de mesure t i , comme illustré ici, ou peut être effectuée une fois que l’évolution temporelle des puissances P 1(n) (t i ) et P 2(n) (t i ) a été entièrement acquise. Pour cela, sachant que les puissances optiques P 1(n) (t i ) et P 2(n) (t i ) peuvent s’exprimer par les relations suivantes : on en déduit le déphasage extrait φ (n) (t i ) à partir de la relation : avec : où P 1(n) (t i ) et P 2(n) (t i ) sont les valeurs mesurées par les photodétecteurs 16, et où P in(n) , o 1(n) et o 2(n) sont les valeurs prédéterminées des paramètres de calibration Param calib (qui ne dépendent pas de t i ). Lors d’une étape 230 de dépliement de phase, on corrige ensuite l’évolution temporelle du déphasage extrait φ (n) (t i ) par l’ajout d’un multiple entier positif ou négatif de la largeur 2π de l’intervalle ]-π ;+π], noté m(t i )×2π, où m(t i ) est un entier positif ou négatif. Ce dernier est un incrément qui varie d’une unité +1 ou -1 à chaque discontinuité du déphasage extrait φ (n) (t i ). Cette étape est habituellement appelée dépliement de phase ou déroulement de phase ( phase unwrapping , en anglais). Elle permet d’obtenir le déphasage déplié Φ (n) dont les valeurs ne sont plus modulo 2π, et qui est alors effectivement représentatif du déphasage effectif. Différentes approches sont possibles. Dans cet exemple, on calcule (sous-étape 231) une variation instantanée Δφ (n) (t i ) = φ (n) (t i ) – φ (n) (t i-1 ) du déphasage extrait φ (n) entre deux instants de mesure successifs, puis, lors on détermine (sous-étape 232) l’incrément m(t i ). Lors de cette étape, on compare la valeur de cette variation instantanée Δφ (n) (t i ) à une valeur seuil S1 prédéfinie, par exemple à π environ, pour ajouter ou non une unité positive ou négative à l’incrément précédent m(t i-1 ). Enfin, on détermine (sous-étape 233) le déphasage déplié Φ (n) (t i ) par ajout à le déphasage extrait φ (n) (t i ) du multiple de 2π, soit m(t i )×2π. Enfin, lors d’une étape 240 de caractérisation, l’unité de traitement 3 détermine une valeur stationnaire Φ i(n) du déphasage déplié Φ (n) (t i ), représentative de la phase de référence Ph ref (absence des analytes), et une valeur stationnaire Φ f(n) représentative de la phase de caractérisation Ph carac (présence des analytes). La signature S des analytes peut ensuite être déterminée, par exemple à partir de la relation : S = { Φ f(n) – Φ i(n) } n=1 ;N . Les figures 4A et 4B sont des vues schématiques et partielles d’un système de caractérisation 1 à calibrer, selon une variante de réalisation, où le dispositif de calibration 20 comporte un réservoir d’analytes 21 dits de calibration, dont la concentration est adaptée pour provoquer une variation minimale prédéfinie du déphasage déplié Φ (n) (t). Le système de caractérisation 1 comporte un dispositif de mesure 10 et une unité de traitement 3 identiques à ceux du système de caractérisation 1 de la . Il comporte en outre un dispositif de calibration 20, permettant de déterminer, avec l’unité de traitement 3, les valeurs des paramètres de calibration (puissance P in(n) et décalages o 1(n) et o 2(n) ) associés à chaque interféromètre 12 (n) de Mach-Zehnder. Le système de caractérisation 1 peut comporter un réservoir 4 d’un fluide de référence, ne comportant pas d’analytes, ce fluide étant destiné à être amené au contact de la surface fonctionnalisée lors de la phase de référence. Il peut s’agir d’un réservoir ou d’un accès contrôlé à un environnement sans analytes du système de caractérisation 1. Il peut également comporter un réservoir 5 d’un fluide contenant les analytes à caractériser, ce fluide étant destiné à être amené au contact de la surface fonctionnalisée lors de la phase de caractérisation. Ici également, il peut s’agir d’un réservoir ou d’un accès contrôlé à un environnement avec analytes du système de caractérisation 1. Il comporte enfin le réservoir 21 d’un fluide contenant des analytes de calibration. Ainsi, lors du procédé préalable de calibration 100, le réservoir de calibration 21 est mis en communication fluidique avec le dispositif de mesure 10, et le fluide avec les analytes est amené jusqu’à la surface fonctionnalisée. La concentration des analytes a été prédéfinie pour qu’elle provoque une variation du déphasage déplié Φ (n) (t) au moins égale à une valeur minimale prédéfinie ΔΦ min , qui dépend de la méthode utilisée de détermination des paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) . En référence à la qui illustre un exemple d’évolutions temporelles des puissances P 1(n) et P 2(n) , la méthode des « min max », décrite dans la demande de brevet EP21172910.8 déposée le 8 mai 2021, peut être utilisée. Dans ce cas, la valeur minimale ΔΦ min est de préférence au moins égale à 2π. Lors de cette étape, on expose donc la surface fonctionnalisée aux analytes de calibration, et les photodétecteurs 16 mesurent la puissance P 1(n) et P 2(n) d’au moins un interféromètre (si l’on suppose que les paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) sont identiques pour tous les interféromètres 12), et de préférence, comme ici, de chacun des interféromètres 12 (n) . Les analytes de calibration ont donc provoqué une variation d’au moins 2π du déphasage déplié Φ (n) (t). On mesure ensuite la valeur minimale min(P 1(n) (t)) qui est égale à P 1(n) (φ=π) et donc à o 1(n) , selon la définition de P 1(n) (φ) indiquée précédemment. De plus, on mesure la valeur maximale max(P 1(n) (t)) qui est égale à P 1(n) (φ=0) et donc à 2×(P in(n) /4)+o 1(n) . On peut donc en déduire P in(n) . La démarche est effectuée ensuite sur l’évolution temporelle de la puissance optique P 2(n) (t), ce qui permet d’en déduire o 2(n) , et donc de déterminer les valeurs des paramètres de calibration Param calib , lesquelles sont ensuite stockées dans l’unité de traitement 3. Comme on le voit, cette méthode permet également de déterminer P in1(n) et P in2(n) si ces valeurs n’étaient pas égales pour les deux sorties utiles 15u du coupleur multimode 15. La illustre un exemple d’une évolution temporelle du déphasage extrait φ (n) (t i ) dans le plan complexe (x ; y), où x et y sont les paramètres définis précédemment. Cette représentation est utilisée dans le cadre de la méthode de l’ellipse, décrite notamment dans le document Halir et al 2013 mentionné précédemment. Dans ce cas, la valeur minimale ΔΦ min est avantageusement égale à 2π, mais elle peut être inférieure à 2π si l’on a acquis suffisamment de valeurs pour être en mesure de reconstruire une ellipse totale par ajustement de courbe ( curve fitting , en anglais). Les paramètres de calibration Param calib peuvent être déduits de la position et de la forme de l’ellipse. En effet, la demi-longueur ‘a’ du petit axe est égale à P in1(n) et la demi-longueur ‘b’ du grand axe est égale à P in2(n) . De plus, les coordonnées (x 0 ; y 0 ) du centre de l’ellipse permettent de déduire les valeurs des décalages par les relations suivantes : x 0 = P in1(n) + o 1(n) ; y 0 = P in2(n) + o 2(n) . Notons que d’autres méthodes de détermination des paramètres de calibration peuvent être utilisées, comme par exemple des méthodes de résolution par optimisation d’un système matriciel d’équations de type P = M × X , où la matrice d’observation P contient les puissances optiques mesurées P 1(n) et P 2(n) , la matrice M dépend des paramètres de calibration, et où la matrice X ne dépend que du déphasage Φ. Aussi, cette variante de réalisation où le dispositif de calibration 20 comporte un réservoir d’analytes 21 permet de garder un encombrement réduit dans la puce photonique, dans la mesure où il ne comporte pas d’interféromètre(s) et de photodétecteurs supplémentaires. En effet, une fois que les valeurs des paramètres de calibration Param calib ont été définies et stockées dans l’unité de traitement 3, le réservoir 21 d’analytes de calibration peut être retiré, et on obtient ainsi un système de caractérisation 1 calibré. Notons que ce réservoir 21 peut être maintenu dans le système de caractérisation 1 calibré, par exemple pour être en mesure d’effectuer périodiquement une recalibration du système de caractérisation 1. Enfin, notons que cette méthode permet de déterminer les paramètres de calibration Param calib avec précision pour chacun des interféromètres 12 (n) de Mach-Zehnder. La est une vue schématique et partielle d’un système de caractérisation 1 à calibrer, selon une autre variante de réalisation, où le dispositif de calibration 20 comporte un interféromètre 22 de Mach-Zehnder, dit de calibration, associé à au moins un photodétecteur de calibration 26. La illustre plus en détail un autre exemple d’interféromètre de calibration 22 du système de caractérisation 1 de la . Le système de caractérisation 1 comporte ici un dispositif de mesure 10 et une unité de traitement 3 identiques à ceux du système de caractérisation 1 de la . Il comporte en outre un dispositif de calibration 20, permettant de déterminer, avec l’unité de traitement 3, les valeurs des paramètres de calibration (puissance P in(n) et décalages o 1(n) et o 2(n) ) associés à chaque interféromètre 12 (n) de Mach-Zehnder. L’interféromètre de calibration 22 ne comporte pas de bras sensible, de sorte qu’il n’est pas affecté par l’éventuelle présence d’analytes dans le milieu fluide. Il présente de préférence une forme similaire à celle des interféromètres 12 du dispositif de mesure 10. Ainsi, il peut comporter deux bras s’étendant de manière continue entre le diviseur d’entrée 13 et le coupleur multimode 15 et optiquement indépendants du milieu extérieur, ou, comme illustré ici, un bras continu 24r et un bras discontinu 24d. Dans cet exemple où l’interféromètre de calibration 22 comporte un bras discontinu 24d, la zone de la surface fonctionnalisée au niveau de ce bras discontinu 24d peut présenter une échancrure similaire à celle des interféromètres 12 et destinée à recevoir les analytes. Dans cette zone, les analytes peuvent malgré tout avoir été déposés. En variante, ils peuvent ne pas avoir été déposés, mais l’échancrure peut autoriser une éventuelle influence du milieu extérieur sur le mode guidé. C’est pourquoi le guide d’onde 24d est ici discontinu. Dans le cas où les deux bras sont continus, la gaine présente localement une épaisseur suffisante pour éviter toute influence du milieu extérieur sur les modes guidés. Par ailleurs, dans cet exemple, les sorties du coupleur multimode 25 transmettent chacune un signal optique de puissance P in,calib /2/4, soit P in,calib /8. Les quatre sorties du coupleur multimode 25 peuvent être chacune couplées à un photodétecteur de calibration. Dans le but d’éviter une redondance d’informations, une seule sortie (sortie utile 25u) du coupleur multimode 25 est couplée au photodétecteur de calibration 26. L’unité de traitement 3 est alors en mesure de déterminer au moins un paramètre de calibration P in,calib associé à cet interféromètre de calibration 22, et peut ensuite définir ceux des interféromètres 12 (n) du dispositif de mesure 10. Ainsi, lors d’une première étape du procédé de calibration 100, on détermine les décalages o 1(n) et o 2(n) de chaque interféromètre 12 (n) du dispositif de mesure 10. Pour cela, alors que la source lumineuse 11 n’émet pas de signal optique, les photodétecteurs 16 du dispositif de mesure 10 peuvent mesurer une puissance optique, qui correspond alors aux décalages o 1(n) et o 2(n) . En variante, il est possible de ne mesurer que le décalage o calib associé au photodétecteur de calibration 26 et de considérer que les décalages o 1(n) , o 2(n) des photodétecteurs 16 du dispositif de mesure 10 seront identiques à la valeur o calib mesurée. Puis, on active la source lumineuse 11 pour qu’elle émette un signal optique. Cette deuxième étape du procédé de calibration 100 peut être concomitante avec la phase de référence Ph ref de l’étape de mesure 210. Le photodétecteur de calibration 26 mesure alors la puissance optique P in,calib /8 transmise par la sortie utile 25u de l’interféromètre de calibration 22. L’unité de traitement 3 détermine ensuite la valeur P in(n) de chaque interféromètre 12 (n) du dispositif de mesure 10 à partir de la valeur P in,calib /8 mesurée. Des modes de réalisation particuliers viennent d’être décrits. Différentes variantes et modifications apparaîtront à l’homme du métier. Système de caractérisation (1), adapté à caractériser des analytes présents dans un milieu fluide, comportant un dispositif de mesure (10) formé de : au moins une source lumineuse (11), adaptée à émettre un signal optique de puissance prédéfinie ; une matrice de N interféromètres (12 (n) ) de Mach-Zehnder, avec N>1, comportant chacun : un diviseur d’entrée (13) couplé à la source lumineuse (11) ; deux guides d’onde, formant un bras sensible (14s) à la surface duquel se situent des récepteurs avec lesquels les analytes sont aptes à interagir par adsorption/désorption, et un bras de référence (14r) ; et un coupleur multimode (15) de sortie, couplé aux deux guides d’onde ; une matrice de photodétecteurs (16), adaptés à mesurer des puissances des signaux optiques transmis par les coupleurs multimodes (15) ; et une unité de traitement (3), adaptée à déterminer, pour chaque interféromètre (12 (n) ) de Mach-Zehnder d’indice n allant de 1 à N : un déphasage Φ (n) (t) entre les signaux optiques circulant dans les guides d’onde, à partir des puissances mesurées ; des valeurs Φ i(n) et Φ f(n) , à partir du déphasage Φ (n) (t), associées respectivement à une phase de référence où les analytes ne sont pas présents et à une phase de caractérisation où les analytes sont présents et interagissent avec les récepteurs ; puis à caractériser les analytes, à partir des valeurs Φ i(n) et Φ f(n) ; caractérisé en ce que : chacun des coupleurs multimodes (15) présente plusieurs sorties, dont deux seules, dites sorties utiles (15u), déphasées de π/2, sont couplées aux photodétecteurs (16) ; les photodétecteurs (16) forment une matrice de 2×N photodétecteurs, et mesurent chacun les puissances P 1(n) (t) et P 2(n) (t) des signaux optiques transmis par les sorties utiles (15u) de chaque interféromètre (12 (n) ) de Mach-Zehnder ; l’unité de traitement (3) comporte, pour chacun des interféromètres (12 (n) ) de Mach-Zehnder, des valeurs prédéterminées de paramètres de calibration formés : d’une puissance d’entrée P in(n) du signal optique incident au diviseur d’entrée (13), qui est fonction de la puissance prédéfinie du signal optique émis par la source lumineuse (11) ; et de décalages o 1(n) , o 2(n) de puissance optique associées à chaque sortie utile (15u) et définies lorsque la source lumineuse (11) est inactive ; l’unité de traitement (3) est adaptée à déterminer le déphasage Φ (n) (t) à partir des puissances optiques P 1(n) (t) et P 2(n) (t) mesurées et associées aux sorties utiles (15u), et des valeurs prédéterminées des paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) . Système de caractérisation (1) selon la revendication 1, dans lequel, chaque coupleur de sortie (15) comporte des sorties (15nu) non couplées à la matrice de photodétecteurs (16), dites non utiles, comportant des extrémités en pointe. Système de caractérisation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comportant une puce photonique contenant : d'une part la matrice des N interféromètres (12 (n) ) de Mach-Zehnder ; et d’autre part une matrice de 2×N éléments optiques de détection (16 ; 17) couplés aux N interféromètres (12 (n) ) par des guides d’onde intégrés, les éléments optiques de détection étant, soit lesdits photodétecteurs, soit des réseaux de diffraction couplés à un photodétecteur matriciel. Système de caractérisation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de mesure (10) comporte une matrice d’au moins 4 interféromètres (12 (n) ) de Mach-Zehnder. Système de caractérisation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel chaque coupleur multimode (15) est un coupleur 2×4. Système de caractérisation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comportant un dispositif de calibration (20) adapté à déterminer, avec l’unité de traitement (3), les valeurs des paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) . Système de caractérisation (1) selon la revendication 6, dans lequel le dispositif de calibration (20) comporte un réservoir d’analytes (21) dits de calibration, raccordé fluidiquement au dispositif de mesure (10) pour permettre aux analytes de calibration d’interagir avec les récepteurs, avec une concentration d’analytes de calibration prédéfinie pour induire, lorsqu’ils interagissent avec les récepteurs, une variation minimale prédéfinie ΔΦ min du déphasage Φ (n) (t) de chacun des interféromètres (12 (n) ) de Mach-Zehnder. Système de caractérisation (1) selon la revendication 6, dans lequel le dispositif de calibration (20) comporte un interféromètre (22) de Mach-Zehnder, dit de calibration, couplé au moins un photodétecteur (26) dit de calibration. Système de caractérisation (1) selon la revendication 8, dans lequel l’interféromètre de calibration (22) comporte un bras de référence (24r) et un bras discontinu (24d). Procédé de calibration d’un système de caractérisation (1) selon la revendication 7, comportant les étapes suivantes : activer la source lumineuse (11) pour qu’elle émette le signal optique à la puissance prédéfinie ; mettre en contact les analytes de calibration avec les récepteurs ; mesurer par les photodétecteurs (16) une puissance P 1(n) (t), P 2(n) (t) des signaux optiques transmis par chaque interféromètre (12 (n) ) de Mach-Zehnder, alors que les analytes de calibration interagissent avec les récepteurs et induisent une variation du déphasage Φ (n) (t) au moins égale à la valeur minimale prédéfinie ΔΦ min ; déterminer par l’unité de traitement (3) les valeurs des paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) à partir des puissances P 1(n) (t), P 2(n) (t) mesurées, et stocker dans l’unité de traitement (3) les valeurs déterminées des paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) . Procédé de calibration selon la revendication 10, dans lequel les paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) sont déterminés à partir des valeurs minimales et maximales des puissances P 1(n) (t), P 2(n) (t) mesurées. Procédé de calibration d’un système de caractérisation (1) selon la revendication 8, comportant l’étape suivante : mesurer, par le photodétecteur de calibration (26), une puissance du signal optique transmis par l’interféromètre de calibration (22), alors que la source lumineuse (11) est activée ; déterminer une valeur de la puissance d’entrée P in,calib du signal optique incident à un diviseur d’entrée (23) de l’interféromètre de calibration (22) ; puis déterminer la valeur d’entrée P in(n) pour chacun des interféromètres (12 (n) ) du dispositif de mesure (10), à partir de la valeur P in,calib déterminée. Procédé de calibration selon la revendication 12, comportant les étapes suivantes : mesurer une puissance P 1(n) (t), P 2(n) (t) des signaux optiques transmis par chaque interféromètre (12 (n) ) du dispositif de mesure (10), par les photodétecteurs (16) du dispositif de mesure (10), alors que la source lumineuse (11) est inactive ; puis déterminer les valeurs des décalages o 1(n) et o 2(n) à partir des puissances P 1(n) (t), P 2(n) (t) mesurées. Procédé de caractérisation d’analytes par un système de caractérisation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, comportant les étapes suivantes : mesurer, par les photodétecteurs (16) du dispositif de mesure (10), une puissance P 1(n) (t), P 2(n) (t) des signaux optiques transmis par chaque interféromètre (12 (n) ) de Mach-Zehnder, lors d’une phase de référence où les analytes ne sont pas présents, et lors d’une phase de caractérisation où les analytes sont présents et interagissent avec les récepteurs ; déterminer par l’unité de traitement (3), pour chaque interféromètre (12 (n) ) de Mach-Zehnder, le déphasage Φ (n) (t) entre les signaux optiques circulant dans les bras, à partir des puissances P 1(n) (t), P 2(n) (t) mesurées et des valeurs prédéterminées des paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) ; déterminer des valeurs Φ i(n) et Φ f(n) à partir du déphasage Φ (n) (t), associées respectivement à la phase de référence et à la phase de caractérisation ; caractériser les analytes à partir des valeurs Φ i(n) et Φ f(n) . Procédé de caractérisation selon la revendication 14, dans lequel l’étape de détermination du déphasage Φ (n) (t) consiste à déterminer : un déphasage φ (n) (t), dit déphasage extrait, dont les valeurs sont comprises entre 0 et 2π, à partir des puissances P 1(n) (t), P 2(n) (t) mesurées et des valeurs prédéterminées des paramètres de calibration P in(n) , o 1(n) et o 2(n) ; puis le déphasage Φ (n) (t), dit déphasage déplié, par dépliement du déphasage extrait φ (n) (t) en lui ajoutant un multiple entier positif ou négatif de 2π.