Le CHU de Grenoble vient de se doter d’un microscope LIBS biomédical pour analyser les biopsies des patients. «Une première mondiale», selon Benoît Busser, professeur à l’université et au CHU Grenoble-Alpes (Isère), qui a porté ce projet dévoilé le 6 novembre. L’appareil a été conçu par la deeptech lyonnaise (Rhône) Ablatom, dont le LIBS est la spécialité. Ce terme est l’acronyme anglais de 'Laser Induced Breakdown Spectroscopy' ou spectroscopie de plasma induit par laser. «Cette technologie, basée sur un laser, permet de révéler quasi instantanément la composition chimique de la matière», explique Florian Trichard, président et fondateur d’Ablatom.
Révéler la distribution de la matière
«Le LIBS de permet de détecter, d'identifier, de localiser, voire de déterminer la teneur des éléments chimiques constitutifs de la matière, liste Florian Trichard. Ainsi que de révéler la distribution de la matière sur plusieurs points.» Une impulsion laser est focalisée sur la surface d’un matériau pour échantillonner quelques nanogrammes de matière, c’est-à-dire sublimer une fraction de matière en surface. Celle-ci se retrouve alors sous la forme d’un plasma qui émet une lumière qui va être analysée pour déterminer l'ensemble des éléments chimiques constitutifs de la matière elle-même : tous ses éléments chimiques et ses atomes. L’un des avantages du LIBS est que cette solution est sans contact puisque le tir du laser se fait à distance ce qui rend également la technique applicable à l'analyse industrielle. «Il est possible d'aller analyser un objet dans un milieu inaccessible, dangereux ou toxique pour l'opérateur», glisse le fondateur.
Ablatom Le faisceau laser est focalisé sur la surface d'un matériau. Crédit : Ablatom
Concrètement Ablatom injecte le faisceau laser dans un système de focalisation qui peut être un microscope. Ce n’est pas le laser qui est miniaturisé, mais le faisceau grâce à un important travail de conception réalisé par la start-up sur la partie optique. La société lyonnaise se définit comme un intégrateur de solutions qui achète des composants et les assemblent. Florian Trichard explique avoir «un vrai savoir-faire sur l’assemblage de toute l’instrumentation que ce soit dans le choix des composants, la focalisation du faisceau laser, l’optique, la mécanique, la collection de la lumière et l’analyse de cette dernière ou encore le traitement de la donnée».
Le microscope récupère le spectre et procède à un traitement haute performance avec le logiciel développé par Ablatom. Logiquement une analyse spectrale classique est proposée. Mais Ablatom va plus loin. Elle a fait du domaine de l’imagerie sa spécialité. «Des informations sur la répartition spatiales des éléments dans la matière sont fournies, s’exclame Florian Trichard. Cela peut prendre la forme d’une cartographie de la distribution des éléments chimiques.» Cette solution peut donc être utilisée dans les géosciences pour détecter les matériaux critiques comme le cuivre ou le lithium et établir leur teneur afin d’aiguiller l’exploration d’un gisement ou non.
Trouver les causes d’une maladie
Avec son microscope LIBS biomédical, le CHU de Grenoble-Alpes souhaite quant à lui exploiter différents usages dans la santé. Plusieurs études précliniques et cliniques vont débuter, car le paramétrage du microscope LIBS reçu en juin est presque terminé. Les études précliniques, c’est-à-dire sur du tissu animal, peuvent «aider à comprendre le développement d’une maladie ou à développer un nouveau médicament», explique le professeur au CHU Benoît Busser. Dans le cadre des études cliniques, l’idée est de «partir à la pêche aux éléments toxiques, aux polluants et aux métaux dans les tissus humains», poursuit-il, citant le poumon comme«l’organe sur lequel le plus d’études sont en cours».
Dans le cas du cancer par exemple, l’usage d’une telle technologie est complémentaire aux investigations diagnostics. L’idée est d’apporter des informations supplémentaires sur la cause d'un cancer en recherchant la présence d'éléments contenus dans les poussières, les fumées ou certains polluants. Benoît Busser prend l’exemple d’une patiente avec un emphysème, qui est une maladie respiratoire. Grâce à un microscope LIBS, la présence de silicium – un élément chimique du sable – a été détectée en grande quantité dans ses poumons et comme cette patiente avait exercé un travail de sablage de pièces métalliques, son emphysème a pu être requalifié en maladie professionnelle.
Trouver un appareil facile à utiliser
Acheté par l’université de Grenoble-Alpes, l’instrument est ouvert plus largement à la communauté scientifique, et tout particulièrement aux personnes dans la santé. Deux avantages au microscope LIBS sont mis en avant : il n’est pas nécessaire de faire le vide pour prendre les mesures et des éléments à très faible teneur sont détectés. Benoît Busser explique qu’il a fallu «trouver une technologie que des médecins puissent utiliser, car ils ne sont pas spécialisés dans l’analyse de plasma et la spectroscopie.» Après la diffusion d’un appel d’offres, la start-up Ablatom a été sélectionnée notamment en raison de «l’ergonomie de leur logiciel», souligne l’enseignant. Et de l’accompagnement qu'elle propose.
«À partir du besoin de l’entreprise ou du laboratoire, Ablatom personnalise l’instrumentation et le logiciel du microscope», confirme le fondateur Florian Trichard. Les étapes de réglage des paramètres du laser et de détection des échantillons chimiques sont automatisées selon le cahier des charges du client pour savoir quels éléments détecter à quel degré de précision.
«Toutes nos solutions sont conçues et fabriquées à Lyon» précise le fondateur de la start-up qui s’approvisionne auprès de différents fournisseurs selon les besoins. Fondée en 2017, la pépite lyonnaise assure avoir plusieurs dizaines de clients et affirme être rentable depuis plusieurs années. Elle séduit des acteurs de l'énergie puisque son microscope LIBS permet d’obtenir la distribution de lithium sur des éléments de batterie ou de suivre la fragilisation des métaux en raison de la corrosion dans le nucléaire. Proposant effectivement des solutions sur mesure, elle développe aussi des appareils sur étagères à destination du monde industriel. Avec à la clé des économies d'échelles pour réduire ses coûts.
