DOMAINE DE L'INVENTION

La présente invention concerne un dispositif de cellules électrochimiques permettant de détecter voire de quantifier, par voie électrochimique, des espèces chimiques ou biochimiques dans des solutions préalablement introduites dans les cellules électrochimiques du dispositif. Un tel dispositif est tout particulièrement adapté pour la réalisation, ou en complément, de procédés de dosages de molécules biologiques tels que des procédés immuno-enzymatiques, appelés également immunodosages, ou encore « immunoassay », selon la terminologie anglo-saxonne, comme la technique ELISA (du terme anglo-saxon : Enzyme Linked Immunosorbent Assay) ou bien tels que la PCR (polymerase chain reaction) quantitative se basant sur l'amplification in vitro d'ADN.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Un dispositif de cellules électrochimiques comprend de manière générale une pluralité de cellules électrochimiques dont chacune est composée d'une électrode de travail, d'une électrode de référence, et d'une contre-électrode également appelée électrode auxiliaire. Les cellules sont réalisées sur un support adapté par des techniques diverses telles que la sérigraphie ou la photolithographie.

C'est le cas notamment du dispositif électrochimique décrit dans la publication scientifique Anal. Chem. 2002, 74, 3321-3329, Aguilar et al. dans lequel les cellules sont composées d'électrodes d'or formées par dépôt physique en phase gazeuse ou par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma. Dans chacun des cas, les puits des cellules électrochimiques sont réalisés par photolithographie d'une couche de polyimide.

La fabrication du dispositif électrochimique de ce document nécessite de recourir à des procédés de fabrications sophistiqués et complexes à mettre en œuvre, en plus d'imposer des contraintes particulières, comme la nécessité de les mettre en œuvre dans des salles blanches.

La publication scientifique Electrochimica Acta 52 (2007) 7248-7253, Rawson et al., décrit quant à elle un dispositif électrochimique dans lequel les électrodes constitutives des cellules électrochimiques sont sérigraphiées sous la forme de micro-bandes tubulaires en carbone et en argent. En particulier, les électrodes sont sérigraphiées de part et d'autre d'un support en polyester puis sont recouvertes par une couche diélectrique. La cellule est ensuite formée par perçage mécanique d'un puits de diamètre de l'ordre de 1 mm à travers le support à électrodes.

Dans chacune des deux publications précédentes, les cellules électrochimiques obtenues comprennent des électrodes annulaires issues de la réalisation des puits correspondants, que ces derniers soient réalisés par photolithographie ou par perçage mécanique. Or la réalisation d'un puits traversant les différentes électrodes préalablement réalisées sur un support peut avoir pour conséquence de dégrader l'électrode de travail et en particulier sa surface de mesure, ce qui se traduit par des mesures de courant erronées en sortie des cellules et des résultats pour le procédé de dosage associé non concluants.

Parmi les différentes techniques utilisées pour la réalisation des électrodes, la sérigraphie est largement utilisée puisqu'elle est à la fois rapide à mettre en œuvre et a un coût financier relativement faible comparé à d'autres techniques.

Classiquement, les trois électrodes sont sur un même support plan, et sont associées à leurs reports de pistes. Les reports de pistes constituent des liaisons électriques permettant de relier électriquement les électrodes des différentes cellules électrochimiques à un dispositif de connexion électrique, ce dernier reliant électriquement le dispositif électrochimique à un potentiostat qui applique un potentiel électrique aux cellules du dispositif.

En d'autres termes, chaque cellule électrochimique comprend une électrode de travail, une électrode de référence, et une contre électrode associées à autant de reports de pistes, soit un report de piste pour l'électrode de travail, un report de piste pour l'électrode de référence, et un report de piste pour la contre électrode. Ce nombre conséquent de reports de pistes engendre un encombrement du dispositif, qui se révèle particulièrement problématique dans le cas où l'on souhaite avoir un dispositif dont les cellules ont un volume très faible et possédant une densité de cellules élevée.

La miniaturisation des dispositifs électrochimiques est en effet une problématique récurrente dans le domaine de l'analyse électrochimique, elle implique une densité importante de cellules électrochimiques de très faible volume.

Or, suite à l'encombrement engendré par le nombre de reports de pistes des électrodes de chaque cellule, la diminution du volume des cellules ne peut s'accompagner d'une diminution proportionnelle de la surface occupée par lesdites cellules avec leurs reports de pistes.

Il apparaît ainsi nécessaire de parvenir à franchir ce palier minimum de miniaturisation imposé par la conception même des cellules électrochimiques et de leurs reports de pistes associés. Enfin, en vue d'effectuer des mesures électrochimiques tels que des procédés de dosages de molécules biologiques, les électrodes des différentes cellules sont connectées à un potentiostat. Mais chaque cellule est connectée au potentiostat de manière indépendante des autres cellules, de sorte que la mesure du courant électrique en sortie des cellules est effectuée sur une cellule à la fois. En conséquence, la mise en place des différents connecteurs électriques reliant les reports de pistes du dispositif au potentiostat est longue et laborieuse, et la mesure du courant l'est tout autant, en particulier lorsque le dispositif comprend un grand nombre de cellules. EXPOSE DE L'INVENTION

L'invention a donc pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif électrochimique dans lequel la densité des cellules, et éventuellement le nombre de cellules, sont supérieurs aux dispositifs existants.

L'invention vise également à fournir un dispositif électrochimique dans lequel les cellules possèdent chacune un nombre de reports de pistes réduit par rapport aux dispositifs existants, afin de réduire l'encombrement causé par les cellules et leurs reports de pistes.

L'invention vise à fournir un dispositif électrochimique dont la structure permet d'adapter, et en particulier de diminuer, le volume des cellules électrochimiques qu'il comporte, à une valeur inférieure à celle des dispositifs existants, de préférence à une valeur inférieure à 10 μί, et de manière davantage préférée à une valeur de l'ordre de ou inférieure à 1 μί.

Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif électrochimique dans lequel l'électrode de travail des cellules électrochimiques conserve son intégrité structurelle lors de la fabrication du dispositif, possède une efficacité accrue, et dans lequel la surface de l'électrode de travail est maximisée par rapport au volume de la cellule électrochimique. On précise que le volume de la cellule électrochimique correspond au volume du puits de la cellule recevant une solution chimique.

Ainsi, un autre but de l'invention est de fournir une architecture de cellules électrochimiques particulièrement adaptée à être mise en œuvre dans le dispositif suscité.

L'invention vise également à proposer un procédé de fabrication d'un tel dispositif électrochimique possédant les caractéristiques précédemment décrites.

L'invention vise enfin à proposer un système de mesure électrochimique comprenant ce dispositif électrochimique. En particulier, le système comprend un nombre de connecteurs électriques réduit par rapport à l'état de l'art. A cette fin, selon un premier aspect, l'invention propose un dispositif de cellules électrochimiques de forme cylindrique, principalement caractérisé en ce qu'il comporte :

• une superposition de trois couches d'électrodes avec leurs reports de pistes relatifs, ces couches formant couche d'électrodes de référence, couche de contre- électrodes et couche d'électrodes de travail, les électrodes de ces trois couches étant au moins en partie superposées, et,

• une pluralité d'orifices cylindriques traversant les électrodes superposées de la couche d'électrodes de référence et de la couche de contre-électrodes, ces orifices cylindriques étant obturés par la couche d'électrodes de travail et constituant ainsi un volume formant lesdites cellules électrochimiques cylindriques dont la paroi latérale des cellules comprend les électrodes de référence et les contre-électrodes, et le fond des cellules comprend les électrodes de travail en forme de disque, le rayon de l'électrode de travail d'une cellule étant supérieur à deux fois la hauteur des électrodes de la paroi latérale de la cellule,

lesdites cellules électrochimiques étant agencées selon un motif comprenant N lignes d'indice i et M colonnes d'indice j de cellules, avec N un entier supérieur ou égal à 1 et M un entier supérieur ou égal à 1 , tels que si N est égal à 1 alors M est supérieur ou égal à 2, et si M est égal à 1 alors N est supérieur ou égal à 2, dans lequel :

• les cellules d'une ligne i comprennent une électrode de travail commune qui relie électriquement lesdites cellules de la ligne i,

• les cellules d'une colonne j comprennent une électrode de référence commune et une contre-électrode commune qui relient électriquement lesdites cellules de la colonne j.

Les indices i et j permettent de désigner respectivement les lignes et les colonnes du dispositif. Ainsi, i est un entier qui varie entre 1 et N, et j est un entier qui varie entre 1 et M.

Selon d'autres aspects, le dispositif proposé présente les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon leurs combinaisons techniquement possibles :

au moins une des couches d'électrodes de référence, de contre-électrodes, et d'électrodes de travail est réalisée avec ses reports de piste par sérigraphie, de préférence avec une encre conductrice ; chacune des électrodes de référence, des contre-électrodes, et des électrodes de travail des couches d'électrodes correspondantes comprend un unique report de piste ; le dispositif comprend également au moins une couche isolante électriquement comprenant une pluralité d'orifices en correspondance avec les orifices traversant la couche d'électrodes de référence et la couche de contre-électrodes, l'épaisseur de ladite couche isolante électriquement étant choisie de manière à adapter le volume des cellules électrochimiques ; ladite au moins une couche isolante électriquement est agencée au-dessus du dispositif ou à l'interface d'au moins deux des couches d'électrodes ; le dispositif comprend en outre au moins une couche adhésive agencée à l'interface d'au moins deux des couches d'électrodes, permettant de relier lesdites couches d'électrodes et de les maintenir en position l'une par rapport à l'autre ; les cellules électrochimiques ont un volume inférieur ou égal à 10 μΙ_, et de préférence compris entre 1 nl_ et 1 μΙ_ ; le dispositif comprend une densité de cellules électrochimiques supérieure ou égale à une cellule par centimètre carré, de préférence supérieure ou égale à dix cellules par centimètre carré, et de manière davantage préférée supérieure ou égale à cent cellules par centimètre carré.

Selon un deuxième aspect, l'invention propose une cellule électrochimique de forme cylindrique à trois électrodes connectées à des reports de pistes, ladite cellule étant principalement caractérisée en ce qu'elle comporte :

• une électrode de travail en fond de cellule, en forme de disque,

• une contre-électrode et une électrode de référence situées dans la paroi latérale de ladite cellule,

lesdites électrodes et leurs reports de pistes relatifs se trouvant dans des plans différents dans ladite cellule, et,

le rayon de l'électrode de travail étant supérieur à deux fois la hauteur des électrodes de la paroi latérale.

De manière optionnelle, l'électrode de référence est située entre l'électrode de travail et la contre-électrode. Selon un troisième aspect, l'invention propose un procédé de fabrication d'un dispositif de cellules électrochimiques tel que décrit précédemment, dans lequel on met en œuvre les étapes suivantes :

a) réalisation d'au moins trois couches d'électrodes et de leurs reports de pistes, ces couches étant destinées à former une couche d'électrodes de référence, une couche de contre-électrodes et une couche d'électrodes de travail, les électrodes de ces trois couches étant configurées pour être au moins en partie superposables les unes au- dessus des autres,

b) superposition de la couche destinée à former la couche d'électrodes de référence et de celle destinée à former la couche de contre-électrodes, puis réalisation d'une pluralité d'orifices dans les électrodes des deux couches ainsi superposées, c) assemblage par superposition de l'ensemble obtenu à l'étape b) sur la couche destinée à former une couche d'électrodes de travail, cette dernière obturant les orifices à l'une de leurs extrémités, les orifices ainsi obturés constituant des volumes formant les cellules électrochimiques cylindriques dont la paroi latérale des cellules comprend les électrodes de référence et les contre-électrodes, et le fond des cellules comprend les électrodes de travail en forme de disque, ledit assemblage étant réalisé de manière à obtenir un motif de cellules électrochimiques du dispositif décrit précédemment.

Selon d'autres aspects, le procédé de fabrication proposé présente les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon leurs combinaisons techniquement possibles :

l'étape b) est la suivante : réalisation d'une pluralité d'orifices dans les électrodes de la couche destinée à former la couche d'électrodes de référence et séparément dans les électrodes de celle destinée à former la couche de contre-électrodes, puis superposition des couches d'électrodes ainsi percées de manière à faire correspondre les orifices de chacune des couches d'électrodes ;

- au moins une desdites couches d'électrodes est réalisée avec ses reports de pistes par sérigraphie ;

- une ou plusieurs des étapes b) et c) sont réalisées par le dépôt préalable d'au moins une couche adhésive sur au moins l'une des couches d'électrodes afin de relier lesdites couches et de les maintenir en position l'une par rapport à l'autre ; - une ou plusieurs des étapes b) et c) sont réalisées par l'ajout préalable à la réalisation des orifices, d'au moins une couche isolante électriquement sur au moins l'une des couches d'électrodes.

Selon un quatrième aspect, l'invention propose un procédé de fabrication d'un dispositif de cellules électrochimiques tel que décrit précédemment, dans lequel on met en œuvre les étapes suivantes :

a) réalisation d'au moins deux couches d'électrodes et de leurs reports de pistes sur un premier et un deuxième support, ces couches étant destinées à former une couche d'électrodes de référence, une couche de contre-électrodes,

b) superposition de la couche destinée à former la couche d'électrodes de référence et de celle destinée à former la couche de contre-électrodes, puis réalisation d'une pluralité d'orifices dans les électrodes des deux couches ainsi superposées, c) réalisation sur un troisième support d'une pluralité d'orifices traversant qui s'étendent entre une face avant et une face arrière opposée à la face avant, du troisième support, le nombre d'orifices correspondant au nombre de cellules électrochimiques du dispositif électrochimique,

d) remplissage des orifices avec un matériau conducteur électrique pour former des vias, et dépôt d'un disque en matériau conducteur électrique formant partie avant d'électrode de travail sur la face avant du troisième support, en communication avec un via respectif, pour chacun des vias,

e) assemblage par superposition de l'ensemble formé par les couches de contre- électrodes et d'électrodes de référence sur le troisième support, ledit troisième support obturant les orifices à l'une de leurs extrémités, les orifices ainsi obturés constituant des volumes formant les cellules électrochimiques dont le fond comprend les disques d'électrode de travail, ledit assemblage étant réalisé par collage avec une colle photopolymérisable par exposition de la colle à un rayonnement lumineux, f) réalisation d'une partie arrière d'électrode de travail et de ses reports de pistes sur la face arrière du troisième support, ladite partie arrière d'électrode de travail étant en communication électrique avec les vias, les vias formant une partie intermédiaire d'électrode de travail qui réalise une connexion électrique entre les parties avant et arrière d'électrode travail, ladite partie arrière d'électrode de travail étant réalisée de manière à obtenir un motif du dispositif décrit précédemment.

De manière optionnelle, l'étape a) comprend les étapes suivantes - réalisation d'une électrode et de ses reports de pistes sur le premier support pour former une couche de contre-électrodes ou d'électrodes de référence,

- assemblage par superposition du deuxième support sur la couche de contre- électrodes ou d'électrodes de référence, puis par collage avec une colle photopolymérisable par exposition de ladite colle à un rayonnement lumineux,

- réalisation d'une électrode et de ses reports de pistes sur le deuxième support pour former une couche d'électrode de référence, respectivement une couche de contre- électrode, ladite électrode de référence ou contre-électrode étant réalisée de manière à être au moins partiellement superposée à la contre-électrode, respectivement à l'électrode de référence.

Selon un cinquième aspect, l'invention propose un procédé de fabrication d'un dispositif de cellules électrochimiques tel que décrit précédemment, dans lequel on met en œuvre les étapes suivantes :

a) réalisation d'une électrode et de ses reports de pistes sur une face avant d'un premier support pour former une couche de contre-électrodes, et d'une électrode et de ses reports de pistes sur une face arrière opposée à la face avant, du premier support, pour former une couche d'électrodes de référence, lesdites électrodes de référence et contre-électrodes étant réalisées de manière à être au moins partiellement superposées,

b) réalisation d'une pluralité d'orifices dans les électrodes des couches de contre- électrodes et d'électrodes de référence ainsi superposées,

c) réalisation dans un deuxième support d'une pluralité d'orifices traversant qui s'étendent entre une face avant et une face arrière opposée à la face avant, du deuxième support, le nombre d'orifices correspondant au nombre de cellules électrochimiques du dispositif électrochimique,

d) remplissage des orifices avec un matériau conducteur électrique pour former des vias, et dépôt d'un disque en matériau conducteur électrique formant partie avant d'électrode de travail sur la face avant du troisième support, en communication avec un via respectif, pour chacun des vias,

e) assemblage par superposition de l'ensemble formé par les couches de contre- électrodes et d'électrodes de référence sur le deuxième support, ledit deuxième support obturant les vias à l'une de leurs extrémités, les vias ainsi obturés constituant des volumes formant les cellules électrochimiques dont le fond comprend les disques d'électrodes de travail, ledit assemblage étant réalisé par collage avec une colle photopolymérisable par exposition de ladite colle à un rayonnement lumineux, f) réalisation d'une partie arrière d'électrode de travail et de ses reports de pistes sur la face arrière du deuxième support, ladite partie arrière d'électrode de de travail étant en communication avec les vias, les vias formant une partie intermédiaire d'électrode de travail qui réalise une connexion électrique entre les parties avant et arrière d'électrode travail, ladite partie arrière d'électrode de travail étant réalisée de manière à obtenir un motif du dispositif décrit précédemment. De manière optionnelle, le procédé de fabrication proposé selon le cinquième aspect présente les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon leurs combinaisons techniquement possibles :

- Le procédé comprend en outre l'assemblage par superposition d'au moins une couche isolante électriquement sur l'une ou les deux des couches d'électrodes de référence ou de contre-électrodes, puis par collage avec une colle photopolymérisable par exposition de la colle à un rayonnement lumineux ;

- la couche de contre-électrodes, la couche d'électrodes de référence, et/ou les parties avant et arrière d'électrode de travail, et leurs reports de pistes respectifs, sont réalisées par sérigraphie ; le matériau conducteur électrique des vias est une encre de sérigraphie ;

- la colle photopolymérisable est appliquée par sérigraphie.

Selon un sixième aspect, l'invention propose un système de mesure électrochimique comprenant :

• un dispositif de cellules électrochimiques tel que décrit précédemment,

• un potentiostat relié électriquement au dispositif de cellules électrochimiques, permettant d'imposer une différence de potentiel électrique en entrée des cellules électrochimiques, et de mesurer une intensité de courant électrique en sortie desdites cellules électrochimiques,

• un dispositif de connexion électrique apte à connecter électriquement de manière sélective, une ou plusieurs des électrodes de référence et des contre- électrodes du dispositif via leurs reports de pistes, avec le potentiostat. Selon d'autres aspects, le système de mesure électrochimique proposé présente les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon leurs combinaisons techniquement possibles :

- le système est tel que :

· les cellules électrochimiques du dispositif de cellules électrochimique sont agencées selon le motif décrit précédemment,

• le potentiostat comprend :

^■ un dispositif de commande en tension apte à être connecté électriquement aux électrodes de référence et aux contre-électrodes des M colonnes du dispositif de cellules électrochimiques, et de manière sélective à une électrode de référence et à une contre-électrode d'une colonne j du dispositif de cellules électrochimiques, permettant d'appliquer un potentiel de consigne à l'électrode de référence et à la contre-électrode de la colonne j,

^■ au moins un dispositif permettant d'appliquer un potentiel électrique à une électrode de travail d'une ligne i du dispositif de cellules électrochimiques et de mesurer l'intensité du courant électrique à ladite électrode de travail. Le dispositif de connexion électrique comprend :

• un premier distributeur électrique permettant de connecter électriquement de manière sélective le dispositif de commande en tension avec une électrode de référence d'une colonne j, et,

• un second distributeur électrique, permettant de connecter électriquement de manière sélective le dispositif d'application d'un potentiel électrique avec une contre-électrode de ladite colonne j,

afin d'imposer un potentiel électrique de consigne à ladite électrode de référence asservi à l'aide de ladite contre-électrode.

L'invention propose enfin un procédé de mesure d'une intensité de courant électrique en sortie des cellules électrochimiques d'un dispositif de cellules électrochimiques, par la mise en œuvre d'un système de mesure électrochimique décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :

• pour une mesure d'une intensité du courant électrique en sortie des cellules électrochimiques d'une colonne j du dispositif de cellules électrochimique :

a) imposer un potentiel électrique de consigne à l'électrode de référence et à la contre-électrode d'une colonne j, ladite électrode de référence et ladite contre-électrode étant connectées sélectivement au dispositif d'application d'un potentiel électrique, les autres électrodes de référence et contre-électrodes étant déconnectées,

b) imposer un potentiel électrique aux N électrodes de travail des cellules de la colonne j, de manière à générer une différence de potentiel entre le potentiel des électrodes de travail et le potentiel de consigne des électrodes de référence et des contre-électrodes, c) mesurer une intensité de courant électrique en sortie des cellules de la colonne j aux électrodes de travail, les électrodes de travail étant connectées aux dispositifs de mesure d'un courant électrique,

• répéter les étapes a) à c) pour mesurer une intensité du courant électrique en sortie des cellules électrochimiques (C (i,j)) de la colonne j+1 du dispositif de cellules électrochimiques.

DESCRIPTION DES FIGURES

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, en références aux Figures annexées qui représentent :

les Figures 1A et 1 B, un schéma des couches d'électrodes de travail, d'électrodes de référence, et de contre-électrodes ;

la Figure 1 C, un schéma d'un dispositif de cent cellules électrochimiques résultant de l'assemblage des couches d'électrodes des Figures 1A et 1 B ;

la Figure 2, un mode de réalisation des couches d'électrodes dans lequel les électrodes sont sérigraphiées sur des films de sérigraphie ;

la Figure 3, un schéma d'une cellule électrochimique du dispositif de la Figure 1 C ; la Figure 4, un schéma d'un système de mesure électrochimique comprenant le dispositif de cellules électrochimiques de la Figure 1 C ;

la Figure 5, une représentation détaillée d'un système comprenant un dispositif électrochimique à seize cellules ;

la Figure 6, un schéma électrique équivalent à une colonne de cellules de la représentation de la Figure 5 ;

les figures 7A à 7P, des schémas des différentes couches et ensembles de couches d'électrodes obtenus lors des étapes de fabrication d'un dispositif de cellules électrochimiques selon un autre mode de réalisation. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Le dispositif de cellules électrochimiques est représenté sur la Figure 1 C sous la référence 51 et est obtenu à partir de trois couches d'électrodes superposées les unes aux autres représentées sur les Figures 1A et 1 B, dans lesquelles sont prévus des orifices qui constituent le volume des cellules électrochimiques, le volume tel qu'illustré correspondant aux puits desdites cellules.

En référence aux Figures 1A et 1 B, les couches d'électrodes comprennent une première couche d'électrodes destinée à former une couche d'électrodes de travail 1 , une deuxième couche d'électrodes destinée à former une couche d'électrodes de référence 2, et une troisième couche d'électrodes destinée à former une couche de contre-électrodes 3.

Les électrodes 1 1 , 21 , 31 de ces couches 1 , 2, 3 sont configurées pour être au moins partiellement superposables les unes au-dessus des autres. En revanche, les reports de pistes 12, 22, 32 peuvent éventuellement être superposables les uns au-dessus des autres, mais sont de préférence configurés pour ne pas l'être, afin que tous les reports de pistes des différentes couches d'électrodes soient visibles par un opérateur sur le dispositif électrochimique 51. Ceci offre aussi des avantages ergonomiques puisque facilitant le raccordement électrique des reports de piste 12, 22, 32 au dispositif de connexion électrique et au potentiostat. Cet aspect sera mieux compris à la lecture de la description faite à l'appui de la Figures 1C et de la Figure 4.

Sur l'exemple des Figures, les électrodes 1 1 , 21 , 31 se présentent sous la forme de bandes d'électrodes reliées aux reports de piste. En particulier à une électrode est associé un report de piste.

Les reports de pistes 12, 22, 32 permettent de relier électriquement, ou connecter, les électrodes 1 1 , 21 , 31 des couches d'électrodes 1 , 2, 3 à un dispositif de connexion électrique 52, ce dernier étant à son tour relié électriquement à un potentiostat 53. Le potentiostat est quant à lui adapté pour imposer une différence de potentiel électrique aux cellules, portant la référence C (i,j), du dispositif électrochimique et pour mesurer une intensité d'un courant électrique en sortie des cellules. Ce dernier aspect sera développé plus en détail dans la suite du présent texte.

Les couches d'électrodes sont de préférence réalisées par des procédés d'application d'un matériau conducteur sur un support adapté, tels que la sérigraphie, l'impression par jet d'encre, la vaporisation, ou encore le tamponnage. On préférera tout particulièrement la sérigraphie. La limite de résolution de la sérigraphie étant d'environ 30 μηι, cela amène à des électrodes d'environ 100 μηι de diamètre, ce qui est particulièrement avantageux par rapport aux cellules des dispositifs classiques qui ont généralement un volume (correspondant au volume du puits de la cellule) compris entre 20 μΙ_ et 100 μΙ_. Pour réduire encore davantage ce volume, il est nécessaire de diminuer la hauteur des puits constitués par les cellules, comme il sera décrit par la suite.

Le support des électrodes est préférentiellement un support plastique, notamment en polytéréphtalate d'éthylène (PET), polypropylène (PP), polycarbonate (PC), polyéthylène (PE), ou en copolymère d'oléfine cyclique (selon la terminologie anglo-saxone : cyclic olefin copolymer, COC), ou bien un support en céramique. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, lorsque les couches d'électrodes sont réalisées par un procédé d'application d'une encre conductrice sur un support, les électrodes de référence 21 sont réalisées en argent, et les électrodes de travail 1 1 ainsi que les contre-électrodes 31 sont réalisées en carbone. Le cas échéant, l'encre de carbone n'étant pas un conducteur électronique efficace (R _s ≤ 20 Ω/sq, Ω/sq désignant des ohms par carré ou « ohm per square » selon la terminologie anglo-saxonne), il est nécessaire d'ajouter une piste 13, 33 en argent sous les électrodes 1 1 et 31 en carbone afin de permettre le passage du courant au niveau de toutes les cellules des électrodes concernées, en particulier jusqu'aux cellules les plus éloignées des reports de pistes. Ainsi, les reports de pistes 12, 22, 32 s'étendent depuis une extrémité des électrodes de référence 21 fortement conductrices, et sur toute la longueur des électrodes de travail 1 1 et de contre-électrodes 31 faiblement conductrices en se prolongeant depuis une extrémité desdites électrodes de travail et de contre-électrodes.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, au moins une des couches d'électrodes est en oxyde d'indium dopé à l'étain. Une telle électrode est réalisée par une des techniques de dépôt par vaporisation bien connue de l'Homme de l'art. L'oxyde d'indium dopé à l'étain étant transparent et conducteur, dans un mode de réalisation encore plus particulier, au moins la couche d'électrodes de travail est constituée par ce matériau, permettant ainsi la réalisation de mesures optiques en sus des mesures électrochimiques.

Une couche d'électrodes 1 , 2, 3 comprend une ou plusieurs électrodes 11 , 21 , 31 , ces dernières correspondant à des zones d'électrodes ou des motifs d'électrodes. Pour des raisons de simplification, on assimilera les zones ou motifs d'électrodes aux électrodes.

Les électrodes de chaque couche d'électrodes 1 , 2, 3 et leurs reports de pistes 12, 22, 32 sont réalisés sur des supports 10, 20, 30 distincts les uns des autres.

Plus particulièrement, lorsque les couches d'électrodes sont réalisées par sérigraphie, les électrodes sont sérigraphiées sur des films de sérigraphie, représentés sur la Figure 2. On obtient alors un premier film 100 sur lequel sont sérigraphiées les électrodes de travail 1 1 , un deuxième film 200 sur lequel sont sérigraphiées les électrodes de référence 21 , et un troisième film 300 sur lequel sont sérigraphiées les contre-électrodes 31. Une couche isolante 400 peut être également assemblée sur les films d'électrodes précédents, comme il sera décrit dans la suite.

On réalise ensuite des orifices 40 dans la couche d'électrodes de référence 2 et dans la couche de contre-électrodes 3, au niveau de leurs électrodes 21 , 31. Puis les couches d'électrodes ainsi percées sont superposées de manière à ce que les orifices 40 des couches d'électrodes de référence et les orifices des couches de contre-électrodes soient en correspondance. Les orifices 40 des deux couches sont ainsi alignés et forment des orifices continus qui traversent à la fois les couches d'électrodes de référence 2 et les couches de contre-électrodes 3.

De manière alternative, en vue de simplifier la réalisation, on peut également commencer par superposer la couche d'électrodes de référence 2 et la couche de contre- électrodes 3, puis réaliser des orifices 40 dans les couches d'électrodes ainsi superposées. Les orifices 40 sont alors réalisés simultanément dans les deux couches superposées, rendant le procédé plus simple et plus rapide à exécuter.

On préférera réaliser les orifices 40 par une méthode laser, afin d'obtenir des orifices possédant un nombre de défauts et d'aspérités réduit par rapport à des méthodes de perçage mécanique telles que le perçage à lame par exemple.

Lorsque les supports des électrodes sont des films de sérigraphie 100, 200, 300, ces derniers comprennent classiquement des mires 42 sérigraphiées facilitant l'alignement des films. Il suffit, pour que les films soient alignés, de s'assurer que l'ensemble des mires de ces films soient elles-mêmes alignées.

Pour en revenir à l'assemblage des couches d'électrodes de référence 2 et de contre- électrodes 3, lesdites couches d'électrodes sont agencées puis superposées de manière à ce que les électrodes de référence 21 et les contre-électrodes 31 soient parallèles entre elles.

Enfin, les couches d'électrodes de référence 2 et de contre-électrodes 3 ainsi percées et assemblées sont elles-mêmes assemblées sur la couche d'électrodes de travail 1 , afin d'obtenir un dispositif 51 de cellules électrochimiques tel que représenté sur la Figure 1 C. Les couches d'électrodes sont superposées dans des plans différents, et la couche d'électrodes de travail 1 forme le fond 44 des cellules électrochimiques C (i,j) du dispositif.

Concernant l'assemblage de la couche d'électrodes de travail 1 , elle est superposée aux couches d'électrodes de référence et de contre-électrodes de manière à ce que les électrodes de travail soient orthogonales aux électrodes de référence 21 et aux contre- électrodes 31 . Les électrodes de travail sont ainsi partiellement superposées aux électrodes de référence et aux contre-électrodes. Ce faisant, on réalise un motif « d'électrodes croisées » dont l'agencement des différents éléments permet d'obtenir un dispositif électrochimique 51 de taille réduite en comparaison des dispositifs de l'état de l'art. Nous reviendrons sur cet aspect dans la suite.

Par ailleurs, on utilise de préférence une ou plusieurs couches adhésives, référencées en 5, 6, 7 sur la Figure 3, que l'on positionne à l'interface de deux couches d'électrodes (1 , 2, 3) voisines, afin de les relier et de les maintenir en position l'une par rapport à l'autre.

La couche adhésive peut comprendre par exemple un adhésif double face, une colle telle qu'une colle sérigraphiable activable sous rayonnement ultraviolet (UV) ou une colle bicomposant sérigraphiable par exemple. On peut également utiliser des procédés de collage ou d'assemblage de telles couches, choisis en fonction des matériaux des couches à assembler, tels que la cuisson de céramique ou la fusion de plastique à basse température par exemple.

De plus, de manière optionnelle, une couche isolante électriquement, qui porte la référence 4 sur la Figure 3, peut être superposée sur une ou plusieurs des couches d'électrodes. Il est par exemple possible de positionner une couche isolante 4 sur l'une ou l'autre des couches d'électrodes de référence 2 et de contre-électrodes 3, pour les assembler. Il est également possible de prévoir de déposer une pluralité de couches isolantes 4 entre différentes couches d'électrodes. En particulier, lorsque les couches d'électrodes sont collées entre elles par des couches adhésives 5, 6, 7, les couches isolantes 4 sont adjacentes auxdites couches adhésives. L'ajout d'une couche isolante et l'ajustement de son épaisseur permet d'adapter la hauteur et, par-là, le volume des cellules électrochimiques.

La couche isolante électriquement peut être réalisée par exemple en matériau plastique, notamment de type polytéréphtalate d'éthylène (PET), polypropylène (PP), polycarbonate (PC), polyéthylène (PE), ou encore de type copolymère d'oléfine cyclique (selon la terminologie anglo-saxone : cyclic olefin copolymer, COC), ou bien en matériau céramique.

Selon un deuxième mode de réalisation, les opérations de collage des supports les uns aux autres sont effectuées à l'aide d'une colle photopolymérisable. Cette colle est dite « photopolymérisable » en ce qu'elle est apte à se durcir par polymérisation d'un ou de plusieurs de ses composants par exposition à un rayonnement lumineux, qui peut être par exemple de la lumière visible ou des ultraviolets. Cette polymérisation et ce durcissement permettent le collage des différents supports. La colle est également désignée en tant que « colle activable » sous rayonnement lumineux, notamment visible ou ultraviolet selon sa nature. Ce mode de réalisation est adapté à l'utilisation d'une telle colle photopolymérisable, et permet de s'assurer que le rayonnement incident ne rencontre aucune électrode avant d'arriver sur la colle photopolymérisable.

En effet, les électrodes sont très peu perméables au rayonnement de lumière visible ou d'ultraviolets. Dès lors, un rayonnement incident qui arriverait sur une couche d'électrodes ne traverserait que faiblement la couche d'électrodes. La colle ne serait alors que faiblement activée, voire pas activée du tout, ce qui résulterait en un collage moindre des couches constitutives de la cellule. Ce mode de réalisation permet d'éviter ces inconvénients et aboutit à des cellules électrochimiques dont les couches sont parfaitement collées entre elles, et dont la structure possède une bonne tenue mécanique.

Le deuxième mode de réalisation est décrit à l'appui des figures 7A à 7P.

On fournit initialement trois supports 10, 20, 30, représentés sur la figure 7A, destinés à contenir les électrodes de travail, les électrodes de référence et les contre-électrodes.

On réalise les premières électrodes 31 ainsi que leur report de pistes 32 sur un premier support 30, afin de former une couche d'électrodes correspondante. La couche d'électrodes peut être une couche d'électrodes de référence 2, ou une couche de contre-électrodes 3 comme sur la figure 7B.

La couche d'électrodes de référence 2 ou de contre-électrodes 3 est ensuite assemblée avec un deuxième support 20, par superposition de ladite couche d'électrodes et du support. L'assemblage est réalisé par collage à l'aide d'une colle photopolymérisable. En pratique, comme représenté sur la figure 7C, une couche de colle 70 est d'abord appliquée sur la face du support sur laquelle a été préalablement réalisée la première électrode, cette face étant désignée entant que face avant du premier support. La colle est appliquée de manière homogène sur le support de manière à couvrir au moins la surface de la couche non couverte par l'électrode et ses reports de piste. De manière préférée elle couvre l'ensemble de la surface de la couche. Le deuxième support est ensuite appliqué sur la couche d'électrodes, de sorte que le deuxième support vient au contact de la face avant du support contenant l'électrode, et constitue avec celle-ci l'interface de collage.

L'ensemble formé par le deuxième support 20 et la couche d'électrodes 3 ou 2 est ensuite exposé à un rayonnement lumineux R. De manière avantageuse, l'exposition est réalisée conformément à la figure 7D, c'est-à-dire de sorte que le rayonnement incident arrive du côté du deuxième support, c'est-à-dire sur la face opposée à l'interface de collage. Le rayonnement traverse le deuxième support 20 jusqu'à l'interface de collage où il induit le durcissement de la colle par polymérisation, ce qui permet le collage du deuxième support 20 avec la couche d'électrodes 3. Ce mode d'exposition permet d'avoir une distribution homogène du rayonnement incident sur toute la surface de l'interface de collage, et donc de la couche de colle.

Le rayonnement lumineux peut être un rayonnement de lumière visible ou un rayonnement d'ultraviolets, selon le type de colle photopolymérisable utilisé.

L'activation de la colle par exposition à un rayonnement lumineux en elle-même est connue et ne sera donc pas décrite plus en détail. Toute colle dont les propriétés sont compatibles avec celles du support et de l'électrode, en particulier qui est inerte chimiquement vis-à-vis du support et de l'électrode, est utilisable.

On réalise ensuite les deuxièmes électrodes 21 ainsi que leur report de pistes 22 sur le deuxième support 20 ainsi collé, afin de former une couche d'électrodes correspondante. Si les premières électrodes formées sur le premier support sont les électrodes de référence, les deuxièmes électrodes formées sur le deuxième support sont les contre-électrodes. Respectivement, si les premières électrodes sont les contre-électrodes, les deuxièmes électrodes sont les électrodes de référence comme illustré sur la figure 7E et sur la figure 7F qui est une vue en coupe de la figure 7E. Les deuxièmes électrodes 21 sont formées sur la face avant, ou face supérieure, du deuxième support 20, opposée à l'interface de collage. Les deuxièmes électrodes 21 sont réalisées de sorte que les dites deuxièmes électrodes 21 et les premières électrodes 31 sont au moins en partie superposées, c'est-à-dire au moins en partie en regard l'une de l'autre. De plus, les deuxièmes électrodes 21 sont réalisées de sorte que lesdites deuxièmes électrodes 21 et les premières électrodes 31 sont chacune parallèles entre elles. On obtient ainsi un ensemble de deux couches d'électrodes superposées, dont une couche d'électrodes de référence et une couche de contre-électrodes.

Le fait de réaliser les deuxièmes électrodes 21 après collage du deuxième support 20 avec la première couche d'électrodes permet au rayonnement R d'arriver à l'interface de collage sans rencontrer d'électrode, en particulier les électrodes réalisées ultérieurement sur le deuxième support, lors de son trajet jusqu'à l'interface de collage. Dès lors, le collage du deuxième support et de la couche d'électrodes est optimal, et la réalisation des électrodes sur le deuxième support n'a pas d'incidence sur le collage.

On réalise ensuite des orifices 40 dans l'ensemble obtenu, comme illustré sur la figure 7i. Ces orifices traversent la couche d'électrodes de référence et la couche de contre- électrodes superposées, au niveau de leurs électrodes 21 , 31. Ils sont réalisés par des moyens similaires à ceux décrits dans le premier mode de réalisation.

On réalise dans le troisième support 10 une pluralité d'orifices 80 traversant le troisième support. Le support 10 percé d'orifices 80 est représenté sur la figure 7J. Le nombre d'orifices à réaliser correspond au nombre de cellules électrochimiques du dispositif électrochimique. Les orifices 80 sont réalisés de manière à être situés en regard des orifices 40, et de préférence de manière à être situés au centre des orifices 40, une fois les couches 10, 20 et 30 assemblées. Ces orifices 80 sont remplis avec un matériau conducteur électrique afin de former des vias 81 , et des disques 82 sur la face avant du troisième support. De manière préférée, ces disques sont centrés sur les orifices 80. Ainsi qu'illustré sur la figure 7L, les disques 82 communiquent électriquement avec leur via 81 correspondant et constituent chacun une partie avant des électrodes de travail.

Le troisième support 10 muni de vias 81 est assemblé avec l'ensemble formé par les couches de contre-électrodes et d'électrodes de référence, par superposition dudit support 10 et de l'ensemble sur la face du support 10 supportant la partie avant des électrodes de travail. L'assemblage est réalisé par collage à l'aide d'une colle photopolymérisable qui est préférablement celle utilisée précédemment pour le collage de la première couche d'électrodes 3 et du deuxième support 20.

En pratique, tel que l'illustre la figure 7M, une couche de colle 70 est d'abord appliquée sur la face avant du troisième support 10 qui est munie des disques 82 d'électrodes de travail. La colle est appliquée de manière homogène et couvre la surface du support 10 non couverte par les disques 82. Alternativement la colle est appliquée de manière homogène sur une face l'ensemble formé par les couches de contre-électrodes et d'électrodes de référence. L'ensemble des couches d'électrodes de référence 2 et de contre-électrodes 3 est ensuite appliqué sur le troisième support 10, de sorte que la face arrière de l'ensemble vient au contact de la face avant du troisième support, et constitue avec celle-ci l'interface de collage. Ce faisant, le troisième support 10 obture les orifices 40 à l'une de leurs extrémités. La structure obtenue est représentée sur la figure 7N. Les orifices 40 ainsi obturés constituent dès lors des volumes formant les cellules électrochimiques C (i, j) dont le fond comprend les disques 82 d'électrodes de travail 1 1. En fonction du rayon des disques et du rayon des orifices formant les puits de la cellule, les disques peuvent s'étendre sur tout ou partie du fond de la cellule. On préférera que les disques s'étendent sur tout le fond de la cellule, de manière à couvrir le maximum d'espace disponible en fond de cellule, pour augmenter la précision des mesures électrochimiques ultérieures.

L'ensemble formé par le troisième support 10 muni de vias et les couches d'électrodes de référence et de contre-électrodes est ensuite exposé à un rayonnement lumineux R. De manière avantageuse, l'exposition est réalisée de sorte que le rayonnement incident arrive sur la surface arrière du troisième support, c'est-à-dire sur la face opposée à l'interface de collage et aux disques. Le rayonnement traverse le troisième support 10 jusqu'à l'interface de collage où il induit le durcissement de la colle par polymérisation, ce qui permet le collage du troisième support avec l'ensemble constitué des couches d'électrodes de référence et de contre-électrodes. Ce mode d'exposition permet d'avoir une distribution homogène du rayonnement incident sur toute la surface de l'interface de collage, et donc de la couche de colle.

Une partie arrière 83 des électrodes de travail et leur report de pistes 12 est ensuite réalisée sur la face arrière du troisième support, comme l'illustre la figure 7-0. La partie arrière 83 d'électrode de travail est en communication électrique avec les vias 81 et s'étend sur au moins deux vias adjacents.

On obtient ainsi un dispositif dont une cellule est représentée sur la figure 7P. Les cellules comprennent les couches d'électrodes de référence 21 et de contre-électrodes 31 superposées, et une couche d'électrodes de travail 11 dont les électrodes de travail comprennent une partie avant formée par les disques 82 qui s'étendent sur tout ou partie du fond des cellules, une partie arrière 83 formée sur la face arrière du dispositif, et une partie intermédiaire 81 qui réalise une connexion électrique entre les disques de la partie avant et la partie arrière des électrodes de travail.

Le procédé de fabrication du dispositif selon le deuxième mode de réalisation comprend optionnellement l'assemblage par superposition d'au moins une couche isolante électriquement 4 sur l'une des couches d'électrodes de référence ou de contre-électrodes qui forme le sommet des cellules électrochimiques, puis par collage avec une colle photopolymérisable. On peut également ajouter une telle couche isolante 4 entre la couche d'électrodes de travail et l'ensemble formé des couches d'électrodes de référence et des contre-électrodes. Cette étape est représentée par les figures 7G et 7H. Elle est effectuée après réalisation de la deuxième électrode 21 sur le deuxième support 20 collé sur le premier support 30. Elle peut être effectuée préalablement à la réalisation des orifices 40 dans les électrodes de référence et les contre-électrodes. Dans ce cas, les orifices sont réalisés simultanément dans les deux couches d'électrodes superposées et dans la couche isolante, rendant le procédé plus simple et plus rapide à exécuter. Alternativement, cette étape peut être effectuée après la réalisation des orifices dans les électrodes de référence et les contre- électrodes, par exemple en fin de procédé lorsque les couches d'électrodes de référence, de contre-électrodes, et d'électrodes de travail ont été assemblées. Dans ce cas, on veillera à ce que les orifices percés dans la couche isolante aient une largeur, en particulier un diamètre pour des orifices cylindriques, sensiblement égale à celle des orifices des couches d'électrodes de référence et de contre-électrodes. Ainsi, après collage, les orifices de la couche isolante et ceux des couches d'électrodes de référence et de contre-électrodes sont alignés et forment des orifices continus qui traversent à la fois ladite couche isolante et lesdites couches d'électrodes de référence et de contre-électrodes. L'insertion d'autres couches isolantes entre les couches d'électrodes de la cellule est également possible, conformément à ce qui est décrit dans le premier mode de réalisation.

Les supports des électrodes, les électrodes, la couche isolante, et les orifices, ainsi que leur procédé de fabrication, décrits pour le deuxième mode de réalisation, sont similaires à ceux décrits pour le premier mode de réalisation.

Selon un troisième mode de réalisation (non représenté), les supports contenant les électrodes sont assemblés les uns aux autres comme pour le deuxième mode de réalisation, mais les électrodes de référence 21 et les contre-électrodes 31 sont réalisées sur les faces opposées d'un même support. Ceci permet, en plus des avantages précédents, d'utiliser un support en moins, et donc une quantité réduite de colle photopolymérisable, ce qui réduit le temps et le coût de fabrication du dispositif.

Selon ce troisième mode de réalisation, on fournit initialement deux supports destinés à contenir les électrodes.

On réalise les premières électrodes ainsi que leur report de piste sur la face avant d'un premier support, afin de former une couche d'électrodes correspondante. La couche d'électrodes peut être une couche d'électrodes de référence 2 ou une couche de contre- électrodes 3.

On réalise les deuxièmes électrodes ainsi que leur report de piste sur la face arrière de ce même premier support, la face arrière étant opposée à la face avant.

Si les premières électrodes formées sur la face avant sont des électrodes de référence, les deuxièmes électrodes formées sur la face arrière sont des contre-électrodes. Respectivement, si les premières électrodes sont les contre-électrodes, les deuxièmes électrodes sont des électrodes de référence. Les deuxièmes électrodes sont réalisées de sorte que lesdites deuxièmes électrodes et les premières électrodes sont au moins en partie superposées, c'est-à-dire au moins en partie en regard les unes des autres. De plus, les deuxièmes électrodes sont réalisées de sorte que lesdites deuxièmes électrodes et les premières électrodes sont chacune parallèles entre elles. On obtient ainsi deux couches d'électrodes superposées, dont une couche d'électrodes de référence et une couche de contre-électrodes, formées sur un même support.

On réalise ensuite des orifices 40 dans le premier support. Les orifices traversent la couche d'électrodes de référence 2 et la couche de contre-électrodes 3, au niveau de leurs électrodes 21 , 31. Les orifices sont de préférence réalisés par les mêmes moyens que ceux décrits dans le premier mode de réalisation. De manière similaire au deuxième mode de réalisation, on réalise dans le deuxième support 10 une pluralité d'orifices 80 traversant qui s'étendent entre la face avant et la face arrière opposée à la face avant, du deuxième support. Le nombre d'orifices à réaliser correspond au nombre de cellules électrochimiques du dispositif électrochimique. Les orifices 80 sont réalisés de manière à être situés en regard des orifices 40, et de préférence de manière à être situés au centre des orifices 40, une fois les deux couches assemblées. Les orifices sont remplis avec un matériau conducteur électrique afin de former des vias 81 , et des disques 82 de matériau conducteur, préférablement identique à celui servant au remplissage des orifices, sont déposés sur la face avant du deuxième support. Les disques communiquent électriquement avec leur via correspondant et constituent chacun une partie avant d'électrode de travail.

Le deuxième support 10 muni de vias 81 et des disques 82 est assemblé avec le premier support à couches d'électrodes, par superposition desdits supports. L'assemblage est réalisé par collage à l'aide d'une colle photopolymérisable. De préférence, préalablement à cette étape d'assemblage, on agence une couche isolante 4 sur l'un et/ou l'autre de supports afin de séparer les électrodes de travail des électrodes de référence et contre- électrodes.

En pratique, une couche de colle est d'abord appliquée sur la face du deuxième support qui est munie des disques 82 d'électrodes de travail. La colle est appliquée de manière homogène et couvre la surface du support 10 non couverte par les disques 82. Alternativement la colle est appliquée de manière homogène sur une face de l'ensemble formé sur la première couche. Le premier support est ensuite appliqué sur le deuxième support, de sorte que la face arrière du premier support vient au contact de la face avant munie des disques du deuxième support, et constitue avec celle-ci l'interface de collage. Ce faisant, le deuxième support obture les orifices 40 à l'une de leurs extrémités. Les orifices ainsi obturés constituent dès lors des volumes formant les cellules électrochimiques dont le fond comprend les disques 82 d'électrodes de travail. En fonction du rayon des disques et du rayon des orifices formant les puits de la cellule, les disques peuvent s'étendre sur tout ou partie du fond de la cellule. On préférera que les disques s'étendent sur tout le fond de la cellule, de manière couvrir le maximum d'espace disponible en fond de cellule, pour augmenter la précision des mesures électrochimiques ultérieures.

L'ensemble formé par le deuxième support muni de vias 81 et de disques 82 et le premier support muni des couches d'électrodes de référence 2 et de contre-électrodes 3 est ensuite exposé à un rayonnement lumineux R. De manière avantageuse, l'exposition est réalisée de sorte que le rayonnement incident arrive sur la surface arrière du deuxième support, c'est-à-dire sur la face opposée à l'interface de collage et aux disques. Le rayonnement traverse le deuxième support jusqu'à l'interface de collage où il induit le durcissement de la colle par polymérisation, ce qui permet le collage du deuxième support avec le premier support. Ce mode d'exposition est similaire à celui du deuxième mode de réalisation, et permet d'avoir une distribution homogène du rayonnement incident sur toute la surface de l'interface de collage, et donc de la couche de colle.

Les parties arrière 83 des électrodes de travail et leur report de pistes 12 sont ensuite réalisés sur la face arrière du deuxième support. Les partie arrières 83 des électrodes de travail sont en communication électrique avec les vias et s'étendent sur au moins deux vias adjacents.

On obtient ainsi un dispositif comprenant les couches d'électrodes de référence 2 et de contre-électrodes 3 superposées, et une couche d'électrodes de travail 1 dont les électrodes de travail 1 1 comprennent une partie avant formée par les disques 82 qui s'étendent sur tout ou partie du fond des cellules, une partie arrière 83 formée sur la face arrière du dispositif, et une partie intermédiaire 81 qui réalise une connexion électrique entre les disques de la partie avant et la partie arrière des électrodes de travail.

Le procédé de fabrication du dispositif selon le troisième mode de réalisation comprend optionnellement l'assemblage par superposition d'au moins une couche 4 isolante électriquement sur l'une ou les deux des couches d'électrodes de référence ou de contre- électrodes du premier support. Ainsi, on obtient un dispositif muni d'une couche isolante recouvrant l'électrode de la face avant, et pouvant éventuellement constituer le sommet de la cellule, et/ou d'une couche isolante recouvrant l'électrode de la face arrière qui est agencée à l'interface de collage. L'assemblage est de préférence réalisé par collage à l'aide d'une colle photopolymérisable.

L'assemblage d'une couche isolante peut être effectué préalablement à la réalisation des orifices dans la couche d'électrodes correspondante. Dans ce cas, les orifices sont réalisés simultanément dans la couche isolante et dans la couche d'électrodes, rendant le procédé plus simple et plus rapide à exécuter. Alternativement, l'assemblage peut être effectué après la réalisation des orifices dans la couche d'électrodes correspondante. Dans ce cas, on veillera à ce que les orifices percés dans la couche isolante aient une largeur, en particulier un diamètre pour des orifices cylindriques, sensiblement égale à celle des orifices de la couche d'électrodes. Après collage, les orifices de la couche isolante et ceux de la couche d'électrodes sont alignés et forment des orifices continus qui traversent à la fois ladite couche isolante et ladite couche d'électrodes. L'insertion d'autres couches isolantes entre les couches d'électrodes de la cellule est également possible, conformément à ce qui est décrit dans le premier mode de réalisation.

Les supports des électrodes, les électrodes, la couche isolante, et les orifices, ainsi que leur procédé de fabrication, décrits dans le troisième mode de réalisation, sont similaires à ceux décrits dans le premier et le deuxième mode de réalisation. La colle photopolymérisable similaire à celle utilisée dans le deuxième mode de réalisation.

Pour les deuxième et troisième modes de réalisation décrits précédemment, les électrodes de référence, les contre-électrodes, et les électrodes de travail sont de préférence réalisées par sérigraphie. Dans ce cas, il est avantageux de prévoir un séchage de l'électrode sérigraphiée, à une température d'au moins 100°C, de préférence voisine de 120°C, pendant au moins dix minutes.

La Figure 1 C illustre un dispositif de cellules électrochimiques 51 susceptible d'être obtenu suite à la réalisation des étapes du procédé de fabrication de l'invention. Selon ce mode de réalisation, le dispositif électrochimique comprend cent cellules C (i,j) réparties selon un motif comprenant dix lignes de cellules, d'indice i, et dix colonnes de cellules, d'indice j, avec i un nombre entier compris entre 1 et 10, et j un nombre entier compris entre 1 et 10. Les lignes i de cellules et les colonnes j de cellules sont orthogonales. On comprendra que, selon l'orientation du dispositif dans l'espace, les lignes peuvent être des colonnes et vice versa.

Chaque électrode de travail 11 est commune à, c'est-à-dire reliée électriquement à, toutes les cellules C (i,j) d'une ligne i, c'est-à-dire aux dix cellules d'une ligne i.

Chaque électrode de référence 21 est commune à toutes les cellules C (i,j) d'une colonne j, c'est-à-dire aux dix cellules d'une colonne j.

De manière analogue aux électrodes de référence 21 , chaque contre-électrode 31 est commune à toutes les cellules C (i,j) d'une colonne j, donc aux dix cellules d'une colonne j.

Les contre-électrodes et les électrodes de référence sont ainsi agencées deux à deux le long des colonnes j.

Selon ce motif d'électrodes croisées, les reports de pistes 12, 22, 32 s'étendent avantageusement depuis des parties différentes du dispositif 51. Les reports de pistes 12 des électrodes de travail 1 1 s'étendent depuis la partie latérale (vers la gauche) du dispositif, les reports de pistes 22 des électrodes de références 21 s'étendent depuis la partie inférieure (vers le bas) du dispositif, et les reports de pistes 32 des contre-électrodes 31 s'étendent depuis la partie supérieure (vers le haut) du dispositif. Ceci offre les avantages ergonomiques décrits précédemment puisque facilitant le raccordement électrique des reports de piste 12, 22, 32 au dispositif de connexion électrique et au potentiostat. Dans ce même but, les reports de pistes 12, 22, 32 sont également agencés de manière à se rejoindre, sans entrer en contact les uns avec les autres, dans une zone déterminée du dispositif. Sur la Figure 1 C, cette zone est située sensiblement dans le prolongement de la partie latérale gauche du dispositif 51 , de laquelle s'étendent les reports de pistes 12 des lignes d'électrodes de travail 1 1 .

De manière avantageuse, chacune des électrodes de travail 11 , des électrodes de référence 21 , et des contre-électrodes 31 est connectée à un unique report de piste 12, 22, 32, de sorte qu'il y a un report de piste 12 par ligne de cellules et deux reports de pistes 22, 32 par colonne de cellules. Ceci permet de réduire le nombre de reports de piste du dispositif, et par extension le nombre de connecteurs électriques nécessaires à la connexion desdits reports de piste au potentiostat, tout en permettant d'effectuer une mesure séquentielle simple et rapide du courant électrique en sortie des cellules, comme il sera expliqué plus en détail dans la suite.

La Figure 3 représente une cellule C (i,j) du dispositif électrochimique 51 . La cellule comprend un puits 43 lequel est délimité latéralement par une superposition d'une couche d'une électrode de référence 2, d'une couche de contre-électrode 3, et d'une couche isolante 4, maintenues en position fixe les unes par rapports aux autres par des couches adhésives 5, 6, 7, et dont le fond 44 est une électrode de travail 1 1 sur son support 10.

La superposition de la couche d'électrode de référence 2, de la couche de contre- électrode 3, et de la couche isolante 4 forme la paroi latérale 45 de la cellule électrochimique C (i,j). Chacune de ces couches est séparée de la ou des couche(s) voisine(s) par une couche adhésive 5, 6, 7 formée par un adhésif à double-face assurant le collage desdites couches entre elles.

La couche de contre-électrodes 3 comprend une couche support 30 et une contre- électrode 31 réalisée sur la surface supérieure dudit support 30. La couche de contre- électrode 3 est surmontée d'une première couche adhésive 5 sur laquelle repose la couche isolante 4 dont la surface supérieure constitue la surface supérieure de la cellule électrochimique. Elle repose sur une deuxième couche adhésive 6, reposant elle-même sur la couche d'électrode de référence 2, à l'interface entre la couche de contre-électrode 3 et la couche d'électrode de référence 2.

De manière analogue, la couche d'électrode de référence 2 comprend une couche support 20, et une électrode de référence 21 réalisée sur la surface supérieure dudit support. La couche d'électrode de référence 2 est surmontée de la deuxième couche adhésive 6. Elle repose sur une troisième couche adhésive 7 reposant elle-même sur la couche d'électrode de travail 1 , à l'interface entre la couche d'électrode de référence 2 et la couche d'électrode de travail 1 .

L'ajout de la couche isolante 4 et l'ajustement de son épaisseur ECP permet d'ajuster la hauteur H _P des cellules électrochimiques du dispositif, et par suite la hauteur du dispositif lui- même. Ceci est particulièrement utile dans le cas où l'épaisseur des différentes couches d'électrodes est fixée mais que la hauteur des cellules nécessite d'être modifiée.

On précise que, de manière générale, la hauteur de la cellule peut être ajustée en adaptant l'épaisseur des différentes couches d'électrodes, et le cas échéant l'épaisseur des supports des électrodes.

La couche d'électrode de référence 2 repose sur la couche d'électrode de travail 1 .

Cette dernière comprend une couche support 10 et une électrode de travail 1 1 réalisée sur la surface supérieure dudit support 10. L'électrode de travail 1 1 est surmontée de la troisième couche adhésive 7.

L'électrode de travail 1 1 occupe ainsi toute la surface du fond 44 du puits 43, et s'étend sous les couches d'électrode de référence 2 et de contre-électrode 3.

Les couches d'électrodes de référence 2 et/ou de contre-électrodes 3 peuvent indifféremment être orientées avec la face portant l'électrode vers le haut ou vers le fond de la cellule électrochimique, tout en prenant garde à la bonne isolation électrique des électrodes entre elles.

Avantageusement les électrodes de référence 21 et contre-électrodes 31 sont respectivement agencées sur une face différente du même support. Un tel mode de réalisation permet de simplifier l'assemblage en évitant une étape de collage et au besoin de diminuer le volume de la cellule électrochimique.

Dès lors, la surface de l'électrode de travail 1 1 est maximisée et est en particulier supérieure à celle d'une cellule électrochimique de l'état de l'art dans laquelle l'électrode de travail est une électrode latérale agencée dans la paroi latérale de la cellule électrochimique.

En particulier, dans le cas d'une cellule cylindrique, la surface Si du fond de la cellule de rayon R (égal à la moitié du diamètre D) se calcule par la relation suivante : S ₁ = π * R ² (1 ), et la surface S2 d'une électrode latérale de hauteur H _E (non représentée) de cette même cellule (le rayon R est identique), se calcule par la relation suivante : S ₂ = 2 * π * R * H _E (2).

Ainsi, Si est supérieure à S2 si et seulement si : R > 2 * H _E (3).

On préférera donc une électrode de travail se présentant sous forme de disque, dont le rayon est supérieur à deux fois la hauteur des électrodes de la paroi latérale. De préférence, l'électrode de travail se présente sous la forme d'un disque dont le rayon est supérieur à deux fois la hauteur de la contre-électrode.

On peut prévoir alternativement que l'électrode de travail se présente sous la forme d'un disque dont le rayon est supérieur à deux fois la somme des hauteurs de l'électrode de référence et de la contre-électrode.

Dans ce cas, pour la fabrication du dispositif, on percera des orifices, formant ultérieurement le volume des cellules, dont le diamètre est adapté en conséquence.

Cela est particulièrement avantageux pour mesurer les faibles courants attendus dans le cas de cellules de faible volume.

On préférera un dispositif dont les cellules ont un volume inférieur à 10 μΙ_, et de préférence compris entre 1 nl_ et 1 μΙ_.

On choisira tout particulièrement un dispositif dont les cellules sont cylindriques, dont le diamètre est compris entre 1 mm et 2 mm, dont la hauteur est comprise entre 0,5 mm et 1 ,5 mm, et dont le volume est compris entre 0,5 μΙ_ et 1 ,5 μΙ_.

On précise que la couche d'électrode de référence 2 et la couche de contre-électrode 3 peuvent être superposées l'une sur l'autre dans un ordre indifférent. Autrement dit, il est possible de positionner la couche d'électrode de référence 2 au-dessus ou en-dessous de la couche de contre-électrode 3. On préférera cependant positionner la couche d'électrode de référence 2 en-dessous de la couche de contre-électrode 3, afin de minimiser la distance entre l'électrode de référence 21 et l'électrode de travail 1 1 , à des fins de précision sur la différence de potentiel électrique imposée entre l'électrode de travail 1 1 et l'électrode de référence 21 et de limitation d'éventuelles pertes électriques dues à la résistivité de la solution comprise entre ces électrodes.

De plus, les couches d'électrodes peuvent avoir une épaisseur identique ou différente. En particulier, on préférera utiliser une couche de contre-électrodes 3 dont l'épaisseur, et donc la surface de contact avec la solution contenue dans le puits, est grande devant celle de l'électrode de référence 2, afin que son influence sur d'éventuelles pertes électriques soit négligeable.

Les cellules sont de préférence de forme cylindrique, ce qui induit des couches d'électrodes de référence 2 et de contre-électrodes 3 de forme annulaire, concentriques, et une électrode de travail 1 1 en fond de cellule en forme de disque. Cependant, les cellules peuvent être de toute forme adaptée à la mise en œuvre du dispositif électrochimique 51 . Pour ajuster la forme du puits 43 et des électrodes de la cellule, il suffit simplement d'ajuster la forme des orifices 40 à percer. Un avantage du procédé de fabrication est qu'il permet d'obtenir un dispositif électrochimique 51 dont le volume des cellules est aisément ajustable, et en particulier aisément réductible voire miniaturisable. En effet, pour obtenir un dispositif 51 dont les cellules ont un volume prédéterminé, on ajuste en conséquence le diamètre D et la hauteur HP des puits 43 des cellules lors de la réalisation des orifices 40 correspondants. La hauteur HP des puits est ajustée par le choix des épaisseurs des couches d'électrodes de référence 2 et de contre-électrodes 3 qui les délimitent, étant entendu que les orifices 40 correspondants traversent lesdites couches. Conformément au procédé décrit précédemment, les couches d'électrodes de référence 2 et de contre-électrodes 3 percées sont assemblées sur la couche d'électrodes de travail 1 . Il n'est donc pas nécessaire d'ajuster préalablement la surface de l'électrode de travail 11 , qui, quelle que soit la hauteur de la cellule, possède une valeur optimale puisque s'étendant sur toute la surface du fond 44 de la cellule.

Un autre avantage du procédé de fabrication provient du fait que les électrodes de travail 1 1 du dispositif électrochimique 51 conservent leur intégrité structurelle tout au long de la réalisation du procédé. En d'autres termes, la surface des électrodes de travail 11 n'est ni modifiée, ni altérée lors de la réalisation du procédé. En particulier, elles ne subissent aucun traitement chimique et aucun traitement mécanique. Les orifices 40 prévus dans les couches d'électrodes de référence 2 et de contre-électrodes 3 sont en effet réalisés avant l'assemblage desdites couches sur la couche d'électrodes de travail 1 , cette dernière n'étant dès lors pas percée. Ainsi, les propriétés physicochimiques des électrodes de travail sont optimales, de même que les mesures électrochimiques réalisées avec leur utilisation.

Les Figures 4, 5, et 6 représentent des schémas d'un système 50 de mesure électrochimique. Les éléments du système 50 représenté sur la Figure 4 ont déjà été brièvement décrits précédemment. On rappelle cependant que le système 50 tel qu'illustré comprend le dispositif de la Figure 1 C, un dispositif de connexion électrique 52, ainsi qu'un potentiostat 53.

Le dispositif de connexion électrique 52 permet de relier électriquement les électrodes 1 1 , 21 , 31 au potentiostat 53. Pour cela, les reports de pistes 12, 22, 32 des électrodes sont reliés au dispositif de connexion électrique 52, et ce dernier est à son tour relié au potentiostat 53, et est apte à recevoir des instructions de commande du potentiostat 53, voire à dialoguer avec lui. Il permet en particulier de connecter électriquement et de manière sélective une ou plusieurs électrodes 1 1 , 21 , 31 du dispositif avec le potentiostat 53, en fonction des instructions de commande de ce dernier.

Le fonctionnement du système électrochimique 50 va maintenant être décrit en référence aux Figures 5 et 6. Le potentiostat 53 comprend un dispositif de commande en tension 60 schématisé par un amplificateur opérationnel, et une pluralité de dispositifs de mesure de courant 64, 65, 66, 67. Le dispositif de connexion électrique 52 comprend quant à lui les distributeurs 61 , 62.

Le système électrochimique 50 comprend seize cellules C (i,j) réparties en 4 lignes i et 4 colonnes j. Chaque électrode de référence 21.1 , 21 .2, 21 .3, 21.4 est commune aux quatre cellules C (i,j) d'une colonne j, et, de manière analogue, chaque contre-électrode 31 .1 , 31 .2, 31 .3, 31 .4 est commune aux quatre cellules C (i,j) d'une colonne j. Les électrodes de référence et les contre-électrodes sont reliées électriquement au dispositif de commande en tension 60 commun, qui permet d'imposer un potentiel électrique de consigne Uc aux électrodes de référence et aux contre-électrodes des cellules électrochimiques (les moyens d'application d'un potentiel aux électrodes de travail ne sont pas représentés).

Les électrodes de référence 21 et les contre-électrodes 31 sont reliées électriquement au dispositif de commande en tension 60 via leur distributeur 61 , 62 respectif. Ces distributeurs permettent de connecter électriquement, et de manière sélective, une électrode de référence 21 ou une contre-électrode 31 d'une colonne j au dispositif de commande en tension 60, afin d'imposer le potentiel de consigne Uc aux cellules de la colonne j. Plus précisément, les distributeurs 61 , 62 sont configurés pour connecter sélectivement une électrode de référence 21 et une contre-électrode 31 de la même colonne j par sélection des voies 63 des reports de piste correspondants, afin d'imposer un potentiel de consigne Uc à toutes les cellules de la colonne j, pour la réalisation d'une mesure des cellules de la colonne j-

Chaque électrode de travail 1 1 .1 , 1 1 .2, 1 1 .3, 1 1.4 est commune aux quatre cellules C (i,j) d'une ligne i, et est reliée électriquement à un dispositif de mesure de courant électrique 64, 65, 66, 67. Ce dernier permet d'appliquer un potentiel U (non représenté) à l'électrode de travail correspondante, et de mesurer l'intensité t du courant électrique en sortie d'une cellule, à ladite électrode de travail, résultant de la différence de potentiel U-Uc aux bornes de la cellule entre le potentiel U et le potentiel de consigne Uc.

Les dispositifs de mesure de courant électrique 64, 65, 66, 67 sont avantageusement configurés pour mesurer simultanément les courants en sortie de toutes les cellules d'une même colonne, pour la réalisation d'une mesure des cellules de la colonne j.

En ce qui concerne la mesure des courants électriques en sortie des cellules, celle-ci est réalisée selon une séquence comprenant un nombre M de mesures. Une mesure correspond à la mesure du courant en sortie des cellules d'une colonne j reliées par la même contre-électrode et électrode de référence Pour la mesure 1 par exemple, l'électrode de référence 21.1 et la contre-électrode 31.1 de la colonne 1 sont connectées au dispositif de commande en tension 60 via leur distributeur respectif 61 , 62, et les électrodes de référence 21.2, 21.3, 21.4 et les contre- électrodes 31.1 , 31.2, 31.3 des autres colonnes 2, 3, et 4 sont déconnectées. Les électrodes de travail 1 1.1 , 1 1.2, 1 1.3, 11.4 des quatre lignes du dispositif sont toutes connectées à leur dispositif de mesure de courant électrique 64, 65, 66, 67 respectif qui mesurent les valeurs d'intensité des courants électriques en sortie des cellules de la colonne 1 aux électrodes de travail. Autrement dit, on mesure simultanément les valeurs d'intensité des courants électriques en sortie des quatre cellules de la colonne 1.

Une fois la mesure des intensités des courants électriques terminée pour la colonne 1 , ceci marquant la fin de la mesure 1 , l'électrode de référence 21.1 et la contre-électrode 31.1 de la colonne 1 sont déconnectées. Ensuite, l'électrode de référence 21.2 et la contre- électrode 31.2 de la colonne 2 sont connectées à leur tour, par le biais des distributeurs 61 , 62 qui basculent d'une voie 63 à une autre, ceci marquant le début de la mesure 2 dans lequel les étapes de mesure sont identiques à celles de la mesure 1 , pour la colonne 2.

Ces étapes sont semblables pour toutes les mesures correspondant aux M colonnes de cellules du dispositif.

Pour mesurer les valeurs d'intensité des courants en sortie de toutes les cellules C (i,j) du dispositif, on réalise donc une séquence de mesures comprenant autant de mesures qu'il y a de colonnes. Dans l'exemple illustré sur la Figure 5, quatre mesures sont effectuées pour mesurer les valeurs d'intensité des courants en sortie des seize cellules du dispositif.

Bien évidemment, il est possible de réaliser plusieurs séquences de mesures semblables à celle décrite précédemment, notamment en vue d'examiner la répétabilité des résultats obtenus.

On opère ainsi une mesure séquentielle du courant, comprenant une ou plusieurs séquences de mesures, et dans laquelle une séquence de mesures correspond à la mesure colonne par colonne des valeurs d'intensité des courants en sortie de l'ensemble des cellules du dispositif électrochimique.

On précise que le potentiostat, qui impose une différence de potentiel électrique U-Uc aux cellules, est configuré pour faire varier cette différence de potentiel lors d'une mesure, afin de balayer une gamme de potentiel entre deux valeurs extrêmes de potentiel. Ainsi, le potentiostat permet d'une part de contrôler tout au long d'une mesure la différence de potentiel entre l'électrode de travail et l'électrode de référence tout en faisant varier cette différence de potentiel, et d'autre part de mesurer les valeurs d'intensité des courants en sortie des cellules. Les valeurs d'intensité des courants en sortie des cellules de la colonne correspondante sont mesurées en continu lors de la variation du potentiel appliqué aux cellules pendant une mesure. On peut ainsi obtenir des courbes traduisant par exemple l'évolution des valeurs d'intensité des courants en sortie des cellules en fonction de la variation du potentiel appliqué auxdites cellules au cours du temps de mesure.

De préférence, la vitesse de balayage en potentiel électrique lors d'une mesure est comprise entre 100 mV.s ^"1 et 500 mV.s ¹ . Pour une vitesse de balayage comprise entre 100 mV.s ^"1 et 500 mV.s \ il faut environ une minute pour mesurer les courants électriques en sortie des cent cellules du dispositif illustré sur la Figure 4.

Le schéma électrique équivalent aux quatre cellules de la colonne 1 du dispositif de la

Figure 5 est illustré sur la Figure 6. Sur ce schéma, les quatre cellules C (1 ,1 ), C (2, 1 ), C (3, 1 ), et C (4,1 ) sont représentées par les quatre rectangles de couleur gris foncée qui contiennent une résistance Ri , une résistance F½, et une capacité C. La résistance Ri est l'équivalent électrique du volume de solution contenu dans une cellule entre la contre- électrode 31.1 et l'électrode de référence 21.1. L'ensemble formé de la résistance R2 et de la capacité C est l'équivalent électrique du volume de solution contenu dans une cellule entre l'électrode de référence 21.1 et l'électrode de travail 1 1.1 , 11.2, 1 1.3, 1 1.4.

Le dispositif de commande en tension 60 fixe le potentiel de consigne Uc, d'une valeur prédéterminée, aux bornes des résistances Ri des cellules. L'électrode de référence 21.1 et la contre-électrode 31.1 sont soumises au potentiel de consigne Uc. Ce potentiel de consigne Uc est constant pendant la réalisation d'un cycle de mesure.

Pendant un cycle de mesure, le potentiostat 53 impose un potentiel U aux électrodes de travail 1 1.1 , 1 1.2, 1 1.3, 1 1.4.

La différence de potentiel U-Uc qui en résulte, entre les électrodes de travail et l'électrode de référence 21.Ivarie au cours du temps de réalisation d'une mesure.

Les valeurs d'intensité des courants électriques en sortie des électrodes de travail sont mesurées par les dispositifs de mesure de courant correspondants représentés par les amplificateurs opérationnels. Pour chaque cellule, l'intensité en sortie de cellule t (h.out pour la cellule C (1 , 1 ), .out pour la cellule C (2, 1 ), l ₃ ,out pour la cellule C (3,1 ), et l ₄ , _ou t pour la cellule C (4,1 )) et le potentiel en sortie de cellule V _ou t (Vi , _ou t pour la cellule C (1 ,1 ), V ₂ , _ou t pour la cellule C (2,1 ), V ₃ , _ou t pour la cellule C (3, 1 ), et V ₄ , _ou t pour la cellule C (4,1 )) sont liés par la relation suivante : V _out = - I _out * R ₃ (4), de sorte que la mesure de V _ou t permet d'en déduire lout, R3 étant une caractéristique du potentiostat. De ce qui précède, il ressort que pour mesurer les valeurs des intensités des courants en sortie de toutes les cellules du dispositif électrochimique, les cellules étant réparties en N lignes et M colonnes, on utilise :

- N reports de pistes d'électrodes de travail,

- M reports de pistes d'électrodes de référence,

- M reports de pistes de contre-électrodes,

soit un nombre total de reports de pistes RPi au sein du dispositif tel que : Ri = N + (2 * M) (5).

RPi correspond également au nombre d'électrodes, étant donné qu'à une électrode est associé un report de piste.

A titre de comparaison, dans un dispositif électrochimique classique de l'état de l'art où chaque cellule comprend trois électrodes distinctes de celles des autres cellules et un report de piste par électrode, il faut un nombre total de reports de pistes RP2 (égal au nombre d'électrodes) au sein du dispositif tel que RP ₂ = 3 * N * M (6). RP1 est donc bien inférieur à RP ₂ .

En prenant l'exemple d'un dispositif électrochimique comprenant cent cellules, réparties en dix lignes de dix cellules, il faut ainsi RP ₁ = 10 + (2 * 10) = 30 reports de pistes et électrodes pour le dispositif de l'invention, contre RP ₂ = 3 * 10 * 10 = 300 reports de pistes et électrodes pour un dispositif de l'état de l'art.

De plus, un système comprenant un dispositif selon l'invention comprend un nombre de connecteurs électriques réduits par rapport à l'état de l'art.

En particulier, un tel système électrochimique 50 comprend un seul dispositif 60 de commande en tension pour imposer un potentiel de consigne Uc à l'ensemble des cellules, ainsi qu'autant de dispositifs 64, 65, 66, 67 de mesure de courant que de lignes de cellules.

A titre de comparaison, un système électrochimique muni d'un dispositif classique de l'état de l'art comprend autant de dispositifs de commande en tension que de cellules, et autant de dispositifs de mesure de courant que de cellules.

Le système et le dispositif électrochimiques de l'invention comprennent donc un nombre d'électrodes, de reports de pistes, et de connecteurs (en particulier de dispositifs de commande en tension et de dispositifs de mesure de courant) fortement réduit par rapport aux systèmes et dispositifs de l'état de l'art, du fait de l'agencement particulier des couches d'électrodes et le motif des électrodes croisées qui viennent d'être détaillés.

Ceci rend possible la miniaturisation des dispositifs électrochimiques et des systèmes électrochimiques de dosages de molécules biologiques à des tailles très faibles, et permet notamment de densifier et d'augmenter le nombre de cellules. En outre l'architecture particulière des cellules est spécialement adaptée à ce dispositif et permet d'obtenir des cellules d'un volume de l'ordre de 1 μΙ_ ou moins.

Le dispositif et le système électrochimiques décrits sont tout particulièrement adaptés pour la réalisation de mesures électrochimiques digitalisées pour la détection de molécules biologiques (protéines ou ADN). Ils permettent une quantification absolue du nombre de molécules cibles présentes dans un échantillon par un décompte des puits positifs (c'est-à- dire les puits dans lesquels la cible est détectée) et des puits négatifs (c'est-à-dire les puits dans lesquels la cible n'est pas présente).

Les mesures électrochimiques digitalisées sont par exemple applicables à la détection d'une cible ADN par des réactions d'amplification de l'ADN parmi lesquelles figurent par exemple : la réaction en chaîne par polymérase (en anglo-saxon : Polymerase Chain Reaction, ou PCR), l'amplification par recombinase-polymerase (en anglo-saxon : Recombinase Polymerase Amplification, ou RPA), et l'amplification isotherme induite par la boucle (en anglo-saxon : Loop-Mediated Isothermal Amplification, LAMP).

Aux fins de la réalisation de mesures électrochimiques digitalisées, le dispositif peut comprendre un système micro-fluidique permettant de faire circuler dans le dispositif un ou plusieurs fluides à destination de ou en sortie des puits des cellules.

REFERENCES

- Anal. Chem. 2002, 74, 3321 -3329, Aguilar et al.

- Electrochimica Acta 52 (2007) 7248-7253, Rawson et al.