Collaboration Franco-Américaine dans le domaine de l’imagerie sans lentille

, Partager

Le Service pour la Science et la Technologie du Consulat Général de France à Los Angeles s’est associé, en février 2012, au "California NanoSystems Insitute" (CNSI) de l’UCLA (Los Angeles, Etats-Unis) et au CEA-Leti-Clinatec (Grenoble, France) pour l’organisation du colloque franco-américain "Current trends in Transatlantic Nanobio/Translational medicine".

Lors de ce colloque, plusieurs collaborations franco-américaines ont été initiées, notamment entre Cédric Allier, chef de projet au CEA-Leti, et le groupe de recherche du Professeur Aydogan Ozcan à l’UCLA. Les deux laboratoires possèdent des expertises complémentaires dans le domaine de l’imagerie sans lentille appliquée à la biologie. Messieurs Allier et Ozcan ont convenu qu’il serait intéressant de combiner leurs approches pour repousser les limites de détection de l’imagerie sans lentilles.

Grâce au soutien du Service pour la Science et la Technologie de Los Angeles, le Dr Yves Hennequin, chercheur au sein du laboratoire de M. Allier, est venu travailler pendant quinze jours, en juillet 2012, dans le laboratoire du Prof. Ozcan à l’UCLA. Yves Hennequin a bien voulu répondre aux questions du service scientifique, occasion pour lui de revenir sur l’imagerie sans lentille, ses recherches, son expérience au sein d’un laboratoire américain et son parcours professionnel.

Qu’est ce que l’imagerie sans lentille ?

YH : L’imagerie sans lentille consiste à observer un échantillon (transparent) posé à même un capteur CMOS ou CCD et illuminé avec une LED par exemple. Contrairement à la microscopie, il n’y a pas de lentilles pour observer une image focalisée et agrandie de l’objet. Avec cette technique, le champ de vue est donné directement par la taille du capteur (jusqu’a 20 cm2 avec la technologie actuelle). Il est donc beaucoup plus large que celui obtenu en microscopie classique. Cette technique est intéressante pour les biologistes car on peut imager, en une seule prise de vue, un grand nombre d’évènements sur un champ large, par exemple 10.000 cellules et leur divisions. La résolution, par contre, est amoindrie : elle est donnée par la taille physique des pixels (au mieux entre 1 et 2 micro-m) et l’image est défocalisée par la lame de verre qui sépare l’échantillon du capteur. Malgré tout, nous montrons qu’il est possible de détecter des objets sub-micrométriques.

Pouvez-vous expliquer et comparer les travaux du CEA et de l’UCLA en imagerie sans lentille ?

YH : La piste suivie par le CEA pour détecter des objets sub-micrométriques consiste à former des microlentilles sur des particules (telles des bactéries ou virus) déposées sur une lame à l’aide d’un film liquide. Les microlentilles condensent fortement la lumière incidente de sorte qu’un signal suffisamment fort existe pour pouvoir détecter des objets jusqu’a 200nm sur un large champ de vue. Cette technique est utilisée, entre autres, pour évaluer rapidement des concentrations bactériennes dans des prélèvements d’eau ou d’air, et pour localiser des individus dans un système d’étude de bactéries uniques.

Le groupe de l’UCLA a, quant à lui, choisi de travailler sur l’instrumentation et l’analyse algorithmique des images. En déplaçant la source lumineuse, leur système enregistre des images correspondant chacune à une perspective différente de l’objet. Ces images, une fois recombinées en une image super-résolue, permettent d’observer les détails de dimensions inférieures à la taille physique d’un pixel.

Entre autres, les hologrammes (interférences entre la lumière incidente et la lumière diffractée par les objets) atteignent une résolution nettement meilleure, permettant ainsi, en appliquant les lois de propagation de la lumière, de retrouver une image nette de l’objet. Ces techniques marchent particulièrement bien pour l’imagerie de cellules qui peuvent être réalisés à partir d’un simple téléphone portable.

Quel est votre parcours professionnel ?

YH : J’ai une formation en physique, commencée à Reims et terminée à Paris, après laquelle je suis parti au département de chimie de l’université de Bristol (Royaume-Uni) pour faire un doctorat sur la stabilité et la structure des suspensions colloïdales. J’ai ensuite effectué deux contrats postdoctoraux : le premier à l’université d’Amsterdam sur des problèmes de mouillage et de détachement de gouttes, toujours sur des systèmes à base de suspensions colloïdales ; le deuxième à Paris, à l’ESPCI, pour faire des émulsions multiples et des microcapsules sur des puces microfluidiques. J’ai depuis rejoint le laboratoire NanoBio du CEA-Leti de Grenoble en tant qu’ingénieur de recherche.

Quelles sont pour vous les différences principales entre système de recherche français et américain ?

YH : J’ai passé une bonne partie de ma formation ici en Europe, dans des systèmes de type anglo-saxons, je ne suis donc pas surpris par le fonctionnement des groupes de recherche à l’UCLA. Le nombre d’étudiants et surtout de postdoctorants pour chaque chercheur permanent me semble quand même nettement plus élevé aux USA.

Dans les laboratoires que j’ai visités, cela impose certaines contraintes en termes d’accès aux équipements et autres ressources. Cette plus grande promiscuité impose d’être beaucoup plus strict dans son planning expérimental (ce qui est finalement plutôt une bonne chose), mais produit aussi un dialogue constant et certainement plus d’opportunités de collaborations entre les membres du laboratoire. Il est normal de voir plusieurs étudiants en thèse et plusieurs post-doctorants associés sur un même projet ou sur une même publication, ce qui me semble être moins courant en Europe. C’est particulièrement vrai pour les étudiants en thèse qui, en général, en France travaillent de manière isolée sur leurs sujets. Dans ce sens, j’ai trouvé les labos à l’UCLA très dynamiques.

En terme de qualité des équipements, les laboratoires sur les deux continents sont globalement comparables.

Pourriez-vous nous expliquer comment votre expérience à l’étranger a pu affecter vos recherches ou votre façon de penser ?

YH : C’est un peu difficile car je me suis beaucoup construit à travers mon expérience à l’étranger. Comment cela m’a influencé et m’influence toujours, c’est une question difficile. J’ai appris la recherche essentiellement à l’étranger. La découverte de cultures locales ou de personnes atypiques a, en tout cas, impacté ma vie professionnelle.

En tant qu’étudiant français arrivant en Grande-Bretagne, il m’a fallu un certain temps d’adaptation, notamment afin de m’habituer au style de l’enseignement britannique. Alors qu’à Paris on passait beaucoup de temps à faire des démonstrations mathématiques et à résoudre des équations, les Anglais passaient plus de temps à acquérir un sens physique et à faire des expériences. Bizarrement, en tant qu’étudiant en physique, je n’ai vraiment commencé à manipuler que lorsque je suis arrivé en Grande-Bretagne pour faire ma thèse. Pour les Anglais, la physique est une science avant tout expérimentale. La vision n’était pas la même, durant mes études, en France.

Quant aux Pays-Bas, j’ai été surpris par la qualité des moyens et par l’efficacité de leur recherche. Le système est organisé pour faciliter l’accueil des chercheurs étrangers. L’ambiance est très internationale.

Quelles sont les opportunités de mobilité pour les chercheurs souhaitant poursuivre leurs travaux de recherche dans différents laboratoires et pays ?

YH : Pour les étudiants, il y a toujours la possibilité d’acquérir une expérience à l’étranger via une thèse ou un postdoc. Pour un docteur, il est de nos jours possible de trouver un postdoc à peu près partout dans le monde. Il existe aussi beaucoup de bourses favorisant la mobilité des jeunes chercheurs. Personnellement, je pense que la recherche est, de nos jours, totalement sans frontière. Les chercheurs vont là où ils trouvent des postes, là ou ils peuvent et veulent réaliser leurs ambitions.

L’équipe de JM Dinten du CEA-LETI LISA sera présente à la conférence BIOS SPIE Photonics West de San Francisco du 2 au 7 février 2013 pour présenter des travaux en imagerie bio-médicale. Cédric Allier (cedric.allier@cea.fr, imagerie innovante), Lionel Hérvé (lionel.herve@cea.fr, algorithme de reconstruction), Anne Koenig (anne.koenig@cea.fr, optique en milieu diffus) et Jean Hue (jean.hue@cea.fr, mesure de fluorescence) seront présents. Venez les rencontrer pour parler de leurs résultats récents… et suivez leurs publications sur pubmed.com.

Code ADIT : 71760


Pour en savoir plus, contacts :


- CEA : http://www.cea.fr/
- CEA DSV : http://www-dsv.cea.fr/
- CEA Leti : http://www.leti.fr/fr
- CEA Clinatec : http://www-leti.cea.fr/fr/Decouvrez-le-Leti/Les-plateformes-d-innovation/Clinatec
- UCLA : http://www.ucla.edu/
- UCLA CNSI : http://www1.cnsi.ucla.edu/index
- UCLA Labo Ozcan : http://innovate.ee.ucla.edu

Rédacteurs :


- Yves Hennequin
- Manon Lecomte et Aurélie Perthuison (deputy-sdv.la@ambascience-usa.org)
Retrouvez toutes les activités du Service Science et Technologie / Los Angeles sur le site du Consulat général de France à Los Angeles : http://www.consulfrance-losangeles.org/spip.php?rubrique241.