Après plusieurs années de recherche et la soutenance d’une thèse par Marianne Al Hayek, le brevet #FR2500913 « Procédé de détection de la présence d’un biofilm sur un objet à surveiller », déposé par Ouest Valorisation pour les travaux menés par l’équipe LSL du LabISEN en collaboration avec le laboratoire de l’ANSES, a été délivré.
Depuis plusieurs années, le LabISEN, laboratoire de recherche de l’ISEN Ouest, collabore avec l’équipe VIMEP (Virologie, Immunologie et Ecotoxicologie des Poissons) de l’ANSES (Agence Nationale de Sécurité Sanitaire de l’Alimentation, de l’Environnement et du Travail) sur des problématiques liées à la santé des poissons d’élevage. (voir notamment l’article sur les travaux de recherche portant sur la sélection génétique pour la résistance aux maladies infectieuses).
Dans ce cadre, l’ANSES a soulevé une problématique relative à la formation de biofilms bactériens, qui a été intégrée aux travaux de thèse de Marianne Al Hayek. Désormais chercheuse post-doctorante à l’ISEN Ouest, elle a consacré ses recherches à la « Modélisation optique de signatures spectrales et polarimétriques d’objets pour augmenter les performances d’un système de reconnaissance ».
Le contexte de l’élevage intensif de poissons en bassins fermés
L’élevage intensif de poissons en bassins fermés entraîne l’accumulation de déjections, favorisant la formation de biofilms bactériens sur les parois qui représentent un risque sanitaire pour les poissons. Actuellement, leur détection repose sur l’observation visuelle, car les méthodes chimiques sont complexes en raison de la variété et de l’hétérogénéité des biofilms. De plus, l’utilisation de produits chimiques pour leur élimination peut engendrer des effets secondaires indésirables, tels que la perturbation des écosystèmes aquatiques et l’accumulation de résidus toxiques dans les poissons. La mesure quantitative des biofilms présente donc un intérêt majeur dans la prévention des pathogènes en santé animale, végétale et humaine.
Une solution non destructive pour une identification précoce
Face à ces enjeux, l’équipe LSL, en collaboration avec l’ANSES et plus particulièrement l’équipe VIMEP dirigée par Thierry Morin, a exploré l’utilisation de l’imagerie hyperspectrale comme solution innovante pour détecter et quantifier les biofilms avant qu’ils ne soient visibles à l’œil nu. Cette technologie non destructive permet d’identifier des signatures spectrales spécifiques (réflectance ou absorbance) afin de caractériser leur présence et leur évolution.
Actuellement, la détection des biofilms repose sur la mesure de la fluorescence d’un marqueur spécifique, nécessitant l’utilisation d’un laser pour maximiser le signal. L’invention brevetée propose une approche alternative : mesurer l’absorbance dans le domaine du visible à l’aide d’une caméra hyperspectrale éclairée par une lumière blanche. Ce nouveau protocole, ne requérant aucune excitation laser, simplifie son application et ouvre la voie à une meilleure gestion des environnements aquacoles ainsi qu’à l’optimisation des pratiques d’élevage.
Utilité et applications industrielles
Cette innovation présente un large éventail d’applications. Elle permet la surveillance des installations d’élevage et industrielles en détectant la présence de biofilms sur les surfaces. Elle offre également un système de caractérisation rapide des souches microbiennes dans un milieu liquide. Sur le terrain, un dispositif transportable permet d’identifier rapidement des germes pathogènes connus. En laboratoire, un système plus complet permet une identification fine et détaillée des souches présentes.
Cette innovation marque une avancée significative dans la surveillance des biofilms et contribue à l’amélioration des conditions d’élevage et de la sécurité sanitaire des poissons.
À propos de l’équipe LSL du LabISEN
L’équipe Light – Scatter – Learning est l’une des sept équipes de recherche du LabISEN. Dirigée par Marwa El Bouz, cette équipe concentre ses recherches sur la caractérisation des objets selon leurs signatures hyperspectrales et polarimétriques par approche neuronale. Elle se situe à l’intersection de l’optique et des méthodes d’intelligence artificielle / deep learning.
À propos de l’ANSES (Agence Nationale de Sécurité Sanitaire de l’alimentation, de l’Environnement et du travail) :
Cette invention a été réalisée en collaboration avec le laboratoire de l’ANSES « Laboratoire de Ploufragan-Plouzané-Niort, Unité des maladies virales des poissons, Laboratoire national de référence pour les maladies réglementées des poissons », situé sur le site du Technopôle Brest-Iroise à Plouzané. L’ANSES est un établissement public français fondé en 2010 et qui dépend des ministères chargés de la Santé, de l’Agriculture, de l’Environnement, du Travail et de la Consommation. Il a pour but d’évaluer les risques sanitaires humains dans les domaines de l’environnement, du travail et de l’alimentation, mais aussi pour le bien-être animal et végétal. Pour ce faire, l’ANSES dispose de neuf laboratoires dispersés sur le territoire français qui effectuent des missions de recherche scientifique et de référence analytique. Ce laboratoire est spécialisé dans l’étude du bien-être chez les poissons et des effets de différents contaminants (chimiques, biologiques) sur ces derniers.
À propos de Ouest valorisation, équipe SATT :
Ouest Valorisation est un Bureau de Transfert de Technologies (BTT) fondé en 2012. Leur mission est de valoriser les résultats produits par les laboratoires de recherche publique, en Bretagne et dans les Pays de la Loire, et de proposer aux acteurs socio-économiques des ressources d’innovation attractives. De plus, ils financent et accompagnent les technologies jusqu’à leur adaptation par les industriels, en prenant le risque technologique et financier inhérent aux projets.
