Brevet FR3146207A1 — publié le 20240830

Dispositif de mesure de tomographie par processus électrique ratiométrique pour substrat solide Un dispositif de mesure de tomographie par processus électrique pour substrat solide comprend des capteurs (18, 18r) dont les entrées sont reliées entre elles, de sorte qu'une mesure de tomographie par processus électrique ratiométrique est réalisée en sortie. Fig.1 Dispositif de mesure de tomographie par processus électrique ratiométrique pour substrat solide L'invention concerne le domaine de la surveillance de substrats solides, et plus généralement la surveillance de l'intégrité des structures. Pour répondre aux besoins de l’industrie, la qualité et la robustesse des éléments mécanique d’un système sont évaluées et caractérisées en plaçant les pièces mécaniques sous contrainte et en mesurant le comportement de la pièce en regard à son intégrité structurelle. La mise sous contrainte peut se faire en conditions réelles, alors que la pièce est intégrée au système final, ou bien via une ou différentes machines d’essai, qui vont exercer différents efforts successifs en différents points de la pièce. Le comportement mécanique des pièces, notamment en termes d’extensométrie, est mesuré par un système dédié comprenant un ou plusieurs capteurs. Bien que plusieurs technologies existent, la surveillance structurelle d’éléments mécaniques demeure réalisée par des jauges de contrainte. Celles-ci ont l’avantage de présenter une grande sensibilité ainsi qu’une excellente précision. Leur mise en œuvre et leur utilisation sont aujourd’hui maitrisées. Des systèmes de mesure dédiés aux jauges existent, et différents montages, principalement en pont de jauges, quart, double ou pont complet, permettent de compenser les effets parasites de la température. Les jauges peuvent se présenter sous différentes formes, unitaire ou sous forme de rosettes intégrant alors plusieurs jauges. Les jauges de contrainte présentent au moins deux inconvénients majeurs : leur directivité et la faible zone active mesurée. En effet, seule l’extension dans le sens de la jauge est mesurée, et uniquement sous la surface couverte par la jauge. Cela a pour conséquence que lorsque le test sous contrainte a pour but de mesurer l’ensemble des déformations selon plusieurs axes de la surface, ou pire, lorsque l'on cherche à mesurer une déformation orthogonale à la surface de la pièce, il est nécessaire d’intégrer un nombre considérable de jauges et de configurations de jauges sur l’ensemble des surfaces de la pièce mécanique. Cette multiplication des jauges engendre un nombre de connexions important et un temps de mise en œuvre excessivement long. La Demanderesse développe des alternatives en utilisant une technologie de rupture dans le domaine des substrats solides : la tomographie par processus électrique (EIT pour " Electrical Impedance Tomography " en anglais). En effet, ses travaux ont permis de sortir cette méthode de ses applications médicales et à des substrats mous ou liquides, pour l'utiliser dans la surveillance de l'intégrité structurelle. Dans la demande FR2114482, la Demanderesse a démontré l'applicabilité des mesures de tomographie par processus électrique aux substrats solides, dans la liste non limitative des applications suivantes : - interface homme-machine (IHM) visant à stimuler l'interface physique et à mesurer en retour les signaux corrélés résultant de la stimulation de l'interface physique afin de mesurer toute variation d'impédance locale à l'intérieur de l'interface, et comprenant une source de stimulation électrique continue ou variable et un convertisseur analogique-numérique, - IHM basée sur la tomographie d'impédance électrique et visant à stimuler l'interface physique et à mesurer les signaux corrélés résultant de la stimulation de l'interface physique afin de mesurer toute variation d'impédance locale au sein de l'interface, et comprenant une source de stimulation électrique continue ou variable et un convertisseur analogique-numérique, - IHM basée sur la tomographie de résistance électrique et visant à stimuler l’interface physique et à mesurer les signaux corrélés en retour résultant de la stimulation de l’interface physique afin de mesurer toute variation de résistance locale dans l’interface, et comprenant une source de stimulation électrique continue ou variable et un convertisseur analogique-numérique, - IHM basée sur la tomographie de capacité électrique et visant à stimuler l'interface physique et à mesurer les signaux corrélés en retour résultant de la stimulation de l'interface physique afin de mesurer toute variation de capacitance locale au sein de l'interface, et comprenant une source de stimulation électrique variable et un convertisseur analogique-numérique, - système de surveillance de la santé structurelle (SHM) visant à stimuler un spécimen physique et de mesurer en retour les signaux corrélés résultant de la stimulation du composant physique afin de mesurer toute variation d'impédance locale à l'intérieur de l'échantillon, et comprenant une source de stimulation électrique continue ou variable et un convertisseur analogique-numérique, - système SHM basé sur la tomographie d'impédance électrique et visant à stimuler un spécimen physique et à mesurer en retour les signaux corrélés résultant de la stimulation de la composante physique afin de mesurer toute variation d'impédance locale à l'intérieur du spécimen, et comprenant une source de stimulation électrique continue ou variable et un convertisseur analogique-numérique, - système SHM basé sur la tomographie de résistance électrique et visant à stimuler un spécimen physique et à mesurer en retour les signaux corrélés résultant de la stimulation de l'élément physique afin de mesurer toute variation de résistance locale à l'intérieur du spécimen, et comprenant une source de stimulation électrique continue ou variable et un convertisseur analogique-numérique, - système SHM basé sur la tomographie de capacité électrique et visant à stimulant un spécimen physique et à mesurer en retour les signaux corrélés résultant de la stimulation de l'élément physique afin de mesurer toute variation de capacitance locale à l'intérieur du spécimen, et comprenant une source de stimulation électrique variable et un convertisseur analogique-numérique, - système de contrôle non destructif (CND) visant à stimuler un spécimen physique et de mesurer en retour les signaux corrélés résultant de la stimulation du composant physique afin de mesurer toute variation d'impédance locale à l'intérieur de l'échantillon, et comprenant une source de stimulation électrique continue ou variable et un convertisseur analogique-numérique, - système CND basé sur la tomographie d'impédance électrique et visant à stimuler un spécimen physique et à mesurer en retour les signaux corrélés résultant de la stimulation de la composante physique afin de mesurer toute variation d'impédance locale à l'intérieur du spécimen, et comprenant une source de stimulation électrique continue ou variable et un convertisseur analogique-numérique, - système CND basé sur la tomographie de résistance électrique et visant à stimuler un spécimen physique et à mesurer en retour les signaux corrélés résultant de la stimulation de l'élément physique afin de mesurer toute variation de résistance locale à l'intérieur du spécimen, et comprenant une source de stimulation électrique continue ou variable et un convertisseur analogique-numérique, et - système CND basé sur la tomographie de capacité électrique et visant à stimulant un spécimen physique et à mesurer en retour les signaux corrélés résultant de la stimulation de l'élément physique afin de mesurer toute variation de capacitance locale à l'intérieur du spécimen, et comprenant une source de stimulation électrique variable et un convertisseur analogique-numérique. La tomographie d’impédance électrique permet de diminuer le nombre de connexions nécessaires pour réaliser la surveillance (" monitoring " en anglais). En effet, les mesures réalisées sur un nombre limité d’électrodes placées en périphérie d’une surface de captation active et les algorithmes de reconstruction des caractéristiques structurelles de la surface de captation, permettent aux processus basés sur l’EIT de surveiller une surface complète, bien plus grande que celle captée par une jauge. Ils permettent également potentiellement de déterminer les composantes d’extension et de déformation selon tous les axes de l’espace en visualisant les zones contraintes localisées. En revanche, les processus basés sur l'EIT ne permettent pas de monter une ou plusieurs surfaces actives en pont tel que pour les jauges de manière inhérente. Les mesures pourront être par conséquent sensibles à certaines variations comme la température. D’autre part, l’EIT sera d’autant plus précise que les mesures effectuées sont précises et exemptes de bruit et de variations extérieures à celles de la surface active. Les solutions existantes, comme celles de la demande FR2114482 permettent de réaliser des mesures de qualité sur un capteur à base d'EIT, mais pas sur plusieurs capteurs simultanément. Il n'existe pas à ce jour de solution permettant de mutualiser de tels capteurs. L’invention vient améliorer la situation. À cet effet, elle propose un dispositif de mesure de tomographie par processus électrique pour substrat solide, comprenant une source de courant ou de tension, un capteur de référence, au moins un autre capteur, et au moins un comparateur agencé pour émettre un signal à partir du capteur de référence ou de l'au moins un autre capteur, chaque au moins un autre capteur comprenant une entrée de courant, une sortie de courant, et une pluralité d’électrodes propres à être reliées à un substrat solide à mesurer, et deux entrées de mesure de la différence de tension aux bornes desdites entrées de mesure, chaque au moins un autre capteur étant propre à réaliser une séquence de mesures au sein de laquelle l'entrée de courant et la sortie de courant sont chacune reliée à une électrode respective d'une paire d’électrodes d'excitation de la pluralité d’électrodes, et les deux entrées de mesure sont chacune reliée à une électrode respective d’une paire d’électrodes de mesure de la pluralité d’électrodes, la paire d'électrodes d'excitation et la paire d'électrodes de mesure étant définies par la séquence de mesures à chaque mesure et la paire d'électrodes de mesure étant reliée à l'au moins un comparateur pour mesurer la propagation dans le substrat solide du courant introduit via la paire d'électrodes d'excitation. La source de courant est reliée au capteur de référence, lequel comprend une sortie de courant reliée à l'entrée de courant de l’au moins un autre capteur et est relié à l'au moins un comparateur pour émettre un signal correspondant à une différence de tension en fonction de la séquence de mesures. Le dispositif est en outre agencé pour déterminer le rapport entre la différence de tension aux bornes des entrées de mesure de chaque au moins un autre capteur pour chaque séquence de mesures et la différence de tension aux bornes des entrées de mesure du capteur de référence. Ce dispositif est particulièrement avantageux car il permet de mettre en œuvre des architectures basées sur la mise en commun de la stimulation des surfaces actives et sur le principe de la mesure ratiométrique entre de multiples surfaces, pour les systèmes de surveillance structurelle basés sur la tomographie électrique comparative multiéléments. Selon divers modes de réalisation, l’invention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - chaque capteur comprend un multiplexeur relié d'une part à son entrée de courant et à sa sortie de courant et d'autre part à sa pluralité d'électrodes, - chaque capteur comprend deux multiplexeurs relié d'une part à sa pluralité d'électrodes, et d'autre part aux deux entrées de mesure de l'au moins un comparateur, - chaque au moins un autre capteur comprend un comparateur relié aux deux entrées de mesure, - le capteur de référence comprend une entrée de courant, une sortie de courant, une pluralité d’électrodes propres à être reliées à un substrat solide à mesurer et un comparateur comprenant deux entrées de mesure agencé pour émettre un signal correspondant à la différence de tension aux bornes desdites entrées de mesure, le capteur de référence étant propre à réaliser une séquence de mesures au sein de laquelle l'entrée de courant et la sortie de courant sont chacune reliée à une électrode respective d'une paire d’électrodes d'excitation de la pluralité d’électrodes, et les deux entrées de mesure du comparateur sont chacune reliée à une électrode respective d’une paire d’électrodes de mesure de la pluralité d’électrodes, la paire d'électrodes d'excitation et la paire d'électrodes de mesure étant définies par la séquence de mesures à chaque mesure et la propagation dans le substrat solide à mesurer du courant introduit via la paire d'électrodes d'excitation étant mesurée aux bornes de la paire d'électrodes de mesure, - le comparateur du capteur de référence est un amplificateur différentiel, et dans lequel le comparateur des capteurs est un convertisseur analogique numérique comprenant en outre une entrée de référence reliée à la sortie dudit amplificateur différentiel et agencé pour émettre un signal numérique correspondant à la différence entre la tension des deux entrées de mesure proportionnellement à un niveau de tension désigné par l’entrée de référence, - lequel chaque comparateur est un convertisseur analogique numérique comprenant en outre une entrée de référence agencé pour émettre un signal numérique correspondant à la différence entre la tension des deux entrées de mesure proportionnellement à un niveau de tension désigné par l’entrée de référence, le dispositif comprenant en outre un diviseur agencé pour calculer le rapport entre le signal numérique de chaque au moins un autre capteur et le signal numérique du capteur de référence, - le capteur de référence est un capteur témoin, et - le capteur de référence est un spécimen de calibration reproduisant les différences de tension attendues pour un substrat solide à mesurer. L’invention concerne également un substrat solide, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif tel que décrit précédemment, ajouté sur l'une au moins des surfaces ou intégré. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit, tirée d’exemples donnés à titre illustratif et non limitatif, tirés des dessins sur lesquels : - la représente un schéma d'un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - la représente un schéma d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - la représente un schéma d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - la représente une mise en œuvre particulière du mode de réalisation de la , et - la représente un schéma d'un quatrième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. Les architectures de capteurs EIT telles que décrites dans la demande FR2114482 présentent la structure générale suivante : une source de courant ou de tension alimente un premier multiplexeur qui est relié à une pluralité d'électrodes. Cet ensemble permet de réaliser une séquence d'excitation par laquelle un courant est introduit successivement entre des paires d'électrodes, voisines ou distantes, selon un schéma d'excitation choisi. Ces excitations font l'objet de mesures par des paires d'électrodes via un deuxième multiplexeur qui relie les électrodes à l'entrée d'un convertisseur analogique numérique qui permet de récupérer la mesure de la tension qui s'est propagée dans le substrat. L'ensemble des mesures peut ensuite être traité afin de reconstruire le champ électrique d’une partie conductrice du substrat et d’en tirer des informations sur l'état ou l'évolution de celui-ci. Lorsque l'on souhaite utiliser plusieurs capteurs EIT pour qualifier une structure, il est possible de réaliser une architecture où les mesures des capteurs sont réalisées en série, ou en parallèle. Dans le cas de l'architecture en série, la source de stimulation et l’ensemble d’acquisition sont communs à l’ensemble des mesures effectuées sur l’ensemble des spécimens. La commutation de ceux-ci sur les différents spécimens se fait au travers de multiplexeurs additionnels en amont et en aval des multiplexeurs propres à chaque spécimen. Dans ce cas, chaque mesure est effectuée à un instant donné et aucune autre n’est réalisée en même temps. Toutes les mesures sont ainsi décorrélées. Les bruits et les variations notamment dues à la source de stimulation ne peuvent être aisément filtrées. Ces fluctuations seront préjudiciables aux performances des algorithmes de reconstruction. Dans le cas de l'architecture en parallèle, une pluralité de sources de courant et d’ensembles d’acquisition sont mis en œuvre. Ce système est plus rapide mais plus couteux. De même, et même si les mesures parallèles sont réalisées au même instant sur les différents spécimens, les différentes sources de courant et ensembles d’acquisition n’étant pas corrélés, leur bruit et leur variations respectifs ne le seront pas non plus. Le système de la montre un dispositif 2 qui permet d'obtenir des vitesses de mesure du type de l'architecture en parallèle avec une structure de coût se rapprochant de celle de l'architecture en série. De plus, il offre de bien meilleures performances en termes de précision et de bruit que les deux architectures précédentes grâce à la mutualisation de la stimulation pour l’ensemble des capteurs. Les effets du bruit et des variations de la stimulation sont alors corrélés sur la totalité des mesures et par conséquent plus facilement filtrés. Pour cela, le dispositif de la comprend une pluralité de spécimens 4 sur chacun desquels est disposée une pluralité d'électrodes 6. Le dispositif 2 comprend également des paires de multiplexeurs 8 et 10 associés à chaque pluralité d'électrodes 6 afin de réaliser l'injection de courant. Le multiplexeur 8 sert plus particulièrement à l'injection du courant, tandis que le multiplexeur 10 sert à récupérer le courant injecté. Ainsi, le multiplexeur 8 pourra être vu comme une entrée de courant et le multiplexeur 10 comme une sortie de courant. Le dispositif 2 comprend également des paires de multiplexeurs 12 et 14 associés à chaque pluralité d'électrodes 6 afin de réaliser la mesure. Chaque paire de multiplexeurs 12 et 14 est connectée à des entrées de mesures respectives d'un comparateur 16 qui réalise la mesure de tension pour l'EIT pour le spécimen 4 concerné. Les multiplexeurs 12 et 14 pourront être vus comme les entrées de mesures des comparateurs 16. La pluralité d'électrodes 6, les multiplexeurs 8, 10, 12, 14 et le comparateur 16 forment ensemble un capteur 18 respectif pour chaque spécimen 4. Le dispositif comprend en outre une source de courant 20 qui est reliée aux multiplexeurs 12 et 14 d'un des capteurs 18. Ce capteur sera par la suite appelé capteur de référence et référencé 18r dans la suite car il sert de base pour la mesure ratiométrique. Dans le reste du dispositif 2, le multiplexeur 10 est reliée au multiplexeur 8 d'un autre capteur 18, sauf le multiplexeur 10 du dernier capteur 18 qui est relié à la masse. Les mesures dans cette architecture d’EIT sont toutes dépendantes de la même source, et cela à chaque instant. Le dispositif 2 permet donc de s’affranchir des bruits et des variations relatives des sources de la structure multiéléments parallèle conventionnelle. La connexion des spécimens entre eux est relativement simple grâce à la connexion l’entrée du spécimen #n à la sortie de stimulation du spécimen #n-1. Dans le cas d’une stimulation en tension, les entrées des multiplexeurs devront être interconnectées en parallèle. Ainsi, si une variation ou un bruit apparait sur la source de stimulation, l’ensemble des mesures sera affecté par cette variation. Le filtrage de cette variation dans les données sera alors facilité en aval. Dans le mode de réalisation de la , tous les comparateurs 16 sont des convertisseurs analogique numérique, dont les sorties sont reliées à un diviseur 22 de telle manière que celui-ci divise chaque sortie de capteur 18 par la sortie du capteur de référence 18r. Ainsi, le dispositif 2 réalise une mesure ratiométrique de tous les capteurs 18 par rapport au capteur de référence 18r. Le diviseur 22 peut être réalisé de toute manière permettant de réaliser un ratio entre deux entrées numériques. L’information mesurée par le dispositif 2 ne se trouve donc pas dans les mesures absolues pour chaque spécimen 4 mais dans le ratio entre les mesures obtenues sur chaque spécimen 4 par rapport au spécimen du capteur de référence 18r. C'est pour cette raison que l'on parle de mesure ratiométrique. En considérant par exemple un courant de stimulation bruité tel que , alors les mesures équivalentes sur un spécimen #1 et #2 seront respectivement et , avec les rapports de conversion entre les valeurs mesurées et le courant de stimulation. La mesure ratiométrique correspondante avec par exemple, le spécimen #1 comme référence, sera alors . Dès lors, le bruit issu de la source disparait de l’équation. Il en serait de même des variations absolues de la source de courant, du bruit capté sur l’ensemble des spécimens, ou encore des effets de la température sur les spécimens. La représente un mode de réalisation en variante dans lequel la mesure ratiométrique est réalisée sans diviseur. Ainsi, le comparateur 16 du capteur de référence 18r est ici un amplificateur différentiel 24 dont la sortie est un signal analogique qui est un multiple de la différence de tension des entrées de mesure. Ce signal analogique est utilisé comme tension de référence transmise à l'entrée r de tension de référence de tous les comparateurs 16 des autres capteurs 18 qui sont des convertisseurs analogique numérique. Ainsi, la sortie de chaque comparateur 16 est de manière inhérente une mesure ratiométrique entre chaque capteur 18 et le capteur de référence 18r. Le dispositif des figures 1 et 2 peut être utilisé pour remplacer les jauges de contraintes dans la SHM. Comme mentionné plus haut, les jauges de contraintes sont souvent montées par paire ou par combinaison plus grande de jauges, afin de compenser des variabilités potentielles externes à la mesure comme la température. Ces agencements peuvent être repris en utilisant des surfaces de captation (patch) mesurées à l’aide de capteurs de mesure EIT. Ces surfaces de captation sont alors collées sur la structure à analyser et couplées entre elles via le dispositif 2 dont la mesure ratiométrique permet d'obtenir une mesure indépendante des variabilité extérieures. Cela permet d’optimiser la mesure ratiométrique en retirant les variabilités dues à la stimulation des mesures. La représente encore un mode de réalisation en variante de la . Dans ce mode de réalisation, il n'y a que deux capteurs en tout, et le capteur de référence 18r est un témoin ou un étalon 26. Ce témoin peut être un modèle de la mesure recherchée ou même un "phantom" (voir par exemple l'article de H Griffiths, (1988), “ A phantom for electrical impedance tomography ”, Clin Phys Physiol Meas., 9 Suppl A:15-20), c’est-à-dire un circuit électronique agencé pour réagir comme un spécimen témoin. Le capteur 18r a été préalablement caractérisé, potentiellement par d’autre moyens de test plus précis mais également plus onéreux et/ou plus lents. Une fois mis à disposition, les données issues de ce spécimen sont comparées aux mesures issues d’un spécimen en sortie de production. Ce principe implique que les mesures soient effectuées par le même dispositif 2 et que toute variabilité autre que celle propre au spécimen sous test soit minimisée. Dans le cadre de la comparaison avec un spécimen témoin sur un système de surveillance de production basé sur l’EIT, l’invention offre l’avantage d’annuler la variabilité des paramètres de la mesure entre les deux spécimens. La montre un exemple de mise en œuvre du mode de réalisation de la dans le cadre d'une IHM, dans lequel le capteur de référence 18r et un autre capteur 18 pour la mesure ratiométrique sont placés de part et d'autre d'une surface 28 d'un substrat. Ainsi, le dispositif 2 permet de détecter la pression sur une surface du substrat puisque les capteurs 18r et 18 se déformeront différemment. La représente encore un autre mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, non seulement la source de courant 20 a été mise en commun, mais le comparateur 16 a également été mis en commun, de sorte qu'il y a un unique convertisseur analogique numérique pour tout le dispositif 2. Dans ce mode de réalisation, il faut donc multiplexer les mesures, c’est-à-dire qu'une mesure de chaque séquence de mesures est réalisée de manière séquentielle sur le capteur 18r et sur chaque capteur 18 avant de passer à la mesure suivante de la séquence de mesures. Ce mode de réalisation présente l'avantage d'être le plus économe en matériel, et présente le désavantage de devoir multiplexer les opérations, ce qui peut induire un problème de cohérence temporelle en présence de nombreux capteurs 18. Dans ce qui précède, tout ou une partie du dispositif 2 peut être ajouté sur l'une au moins des surfaces par collage, dépôt ou toute autre fixation ou intégré au substrat solide. Par intégré au substrat solide, il doit être compris que le substrat solide peut être composé de plusieurs couches, comme des composites sandwiches ou autres, et les capteurs peuvent être intégrés à celles-ci, en particulier lorsqu'une ou plusieurs d'entre elles sont conductrices. De plus, par substrat solide, il doit être entendu tout substrat à l'état solide, que celui-ci soit rigide ou présente une certaine élasticité. Dispositif de mesure de tomographie par processus électrique pour substrat solide, comprenant une source de courant ou de tension (20), un capteur de référence (18r), au moins un autre capteur (18), et au moins un comparateur (16) agencé pour émettre un signal à partir du capteur de référence (18r) ou de l'au moins un autre capteur (18), chaque au moins un autre capteur (18) comprenant une entrée de courant (8), une sortie de courant (10), et une pluralité d’électrodes (6) propres à être reliées à un substrat solide à mesurer (4),et deux entrées de mesure (12, 14) de la différence de tension aux bornes desdites entrées de mesure, chaque au moins un autre capteur (18) étant propre à réaliser une séquence de mesures au sein de laquelle l'entrée de courant (8) et la sortie de courant (10) sont chacune reliée à une électrode respective d'une paire d’électrodes d'excitation de la pluralité d’électrodes (6), et les deux entrées de mesure (12, 14) sont chacune reliée à une électrode respective d’une paire d’électrodes de mesure de la pluralité d’électrodes (6), la paire d'électrodes d'excitation et la paire d'électrodes de mesure étant définies par la séquence de mesures à chaque mesure et la paire d'électrodes de mesure étant reliée à l'au moins un comparateur (16) pour mesurer la propagation dans le substrat solide du courant introduit via la paire d'électrodes d'excitation, la source de courant (20) étant reliée au capteur de référence (18r), lequel comprend une sortie de courant (10) reliée à l'entrée de courant (8) de l’au moins un autre capteur (18) et est relié à l'au moins un comparateur (16) pour émettre un signal correspondant à une différence de tension en fonction de la séquence de mesures, le dispositif (2) étant en outre agencé pour déterminer le rapport entre la différence de tension aux bornes des entrées de mesure de chaque au moins un autre capteur (18) pour chaque séquence de mesures et la différence de tension aux bornes des entrées de mesure du capteur de référence (18r). Dispositif selon la revendication 1, dans lequel chaque capteur (18) comprend un multiplexeur (8, 10) relié d'une part à son entrée de courant (8) et à sa sortie de courant (10) et d'autre part à sa pluralité d'électrodes (6). Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque capteur (18) comprend deux multiplexeurs (12, 14) relié d'une part à sa pluralité d'électrodes (6), et d'autre part aux deux entrées de mesure (12, 14) de l'au moins un comparateur (16). Dispositif selon la revendication 3, dans lequel chaque au moins un autre capteur (18) comprend un comparateur (16) relié aux deux entrées de mesure (12, 14). Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le capteur de référence (18r) comprend une entrée de courant (8), une sortie de courant (10), une pluralité d’électrodes (6) propres à être reliées à un substrat solide à mesurer (4) et un comparateur (16) comprenant deux entrées de mesure (12, 14) agencé pour émettre un signal correspondant à la différence de tension aux bornes desdites entrées de mesure (12, 14), le capteur de référence étant propre à réaliser une séquence de mesures au sein de laquelle l'entrée de courant (8) et la sortie de courant (10) sont chacune reliée à une électrode respective d'une paire d’électrodes d'excitation de la pluralité d’électrodes (6), et les deux entrées de mesure (12, 14) du comparateur (16) sont chacune reliée à une électrode respective d’une paire d’électrodes de mesure de la pluralité d’électrodes (6), la paire d'électrodes d'excitation et la paire d'électrodes de mesure étant définies par la séquence de mesures à chaque mesure et la propagation dans le substrat solide à mesurer du courant introduit via la paire d'électrodes d'excitation étant mesurée aux bornes de la paire d'électrodes de mesure. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le comparateur (16) du capteur de référence (18r) est un amplificateur différentiel (24), et dans lequel le comparateur (16) des capteurs (18) est un convertisseur analogique numérique (16) comprenant en outre une entrée de référence (r) reliée à la sortie dudit amplificateur différentiel (24) et agencé pour émettre un signal numérique correspondant à la différence entre la tension des deux entrées de mesure (12, 14) proportionnellement à un niveau de tension désigné par l’entrée de référence (r). Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel chaque comparateur (16) est un convertisseur analogique numérique comprenant en outre une entrée de référence agencé pour émettre un signal numérique correspondant à la différence entre la tension des deux entrées de mesure (12, 14) proportionnellement à un niveau de tension désigné par l’entrée de référence, le dispositif comprenant en outre un diviseur (22) agencé pour calculer le rapport entre le signal numérique de chaque au moins un autre capteur (18) et le signal numérique du capteur de référence (18r). Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le capteur de référence (18r) est un capteur témoin. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le capteur de référence (18r) est un spécimen de calibration reproduisant les différences de tension attendues pour un substrat solide à mesurer. Substrat solide, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon l'une des revendications précédentes, ajouté sur l'une au moins des surfaces ou intégré.