Etude et modélisation des biocapteurs à base de cristaux photoniques Application : Détection de la concentration du sucre dans le sang

Abstract

Ce mémoire présente la conception, la modélisation et l’analyse d’un biocapteur optique basé sur un cristal photonique unidimensionnel (1D) destiné à la détection du glucose. Ce capteur repose sur une structure multicouche alternant des couches de SiO₂ et TiO₂, intégrant une cavité de défaut remplie de fluide biologique. L’interaction entre la lumière incidente et la structure est modélisée à l’aide de la méthode de la matrice de transfert (TMM), permettant d’évaluer l’effet de plusieurs paramètres clés : épaisseur du défaut, concentration en glucose, angle d’incidence et nombre de périodes. Les simulations montrent une relation linéaire entre la concentration en glucose et le déplacement du pic de résonance, démontrant une grande sensibilité du dispositif. Les performances obtenues – sensibilité de 800 nm/RIU, facteur de qualité Q > 1600, et limite de détection de l’ordre de 10⁻ ⁵ RIU – confirment l’efficacité du capteur proposé. Ces résultats ouvrent la voie à des applications dans le domaine de la bio-détection médicale non invasive, en particulier pour le suivi du diabète.