Ils conçoivent de nouveaux organes artificiels

Un microscope dans l’œsophage

Scruter les étoiles avec un télescope ou explorer à l’échelle microscopique le tube digestif d’un patient, c’est un peu la même chose. Cela nécessite tout autant de l’optique et de la mécanique de précision, du traitement du signal et de l’image, bref une énorme puissance de calcul en temps réel. Pas surprenant que Mauna Kea Technologies, un spécialiste de la microscopie in vivo (54 personnes en France), compte dans ses rangs de brillants astrophysiciens. Rien à voir avec le banal instrument de labo. Imaginez un petit tube (une sonde) flexible d’un millimètre de diamètre et trois mètres de long constitué de 30 000  fibres optiques collées les unes aux autres avec un petit objectif au bout. Une fois introduite dans le tube digestif du patient, cette sonde permet au médecin de visualiser en temps réel sur l’écran de son ordinateur ce qu’il verrait en collant l’œil à son microscope. Autrement dit d’examiner les tissus à l’échelle cellulaire (examen histologique) sans pratiquer de biopsie. Une révolution dans l’imagerie médicale que l’on doit notamment à des ingénieurs en optique, en électronique, en mécanique et même en mathématiques, souvent dotés d’un doctorat (physique, astrophysique…) ou à des physiciens généralistes. “C’est le mélange des disciplines et des cursus qui crée l’innovation”, affirme François Lacombe, directeur scientifique de Mauna Kea, normalien et docteur en astrophysique.

Un échographe palpeur

Quel rapport entre les jeux vidéo et l’échographie ? Digérer le plus grand nombre d’informations le plus vite possible. Pour développer son échographe, capable de traiter 20 000 images par seconde, l’équipe de Supersonic Imagine s’est donc inspirée de la technologie des jeux vidéo et a remplacé par des logiciels les fonctionnalités électroniques des échographes actuels. Là s’arrête la ressemblance. Comme tout échographe, celui-ci fournit une image classique mais permet, en plus, de visualiser en superposition une cartographie en couleur de la dureté et de l’élasticité des tissus observés, avec une résolution de l’ordre du millimètre. C’est le premier échographe au monde qui peut remplacer la palpation manuelle du médecin (la dureté d’un tissu est un premier indice suspect) et sait mieux caractériser des lésions, sans faire de biopsie. Première application développée avec les chercheurs du Laboratoire ondes et acoustique de l’Espci (École supérieure de physique chimie industrielle) : la caractérisation précoce du cancer du sein. Les deux prochaines applications seront conçues pour le foie et la prostate. Supersonic Imagine a réussi une levée de fonds gigantesque : 36,5 millions d’euros.

Une équipe très internationale

Beau succès pour cette jeune entreprise d’Aix-en-Provence créée en 2005 par Jacques Souquet après vingt-cinq ans de R & D dans les majors de l’imagerie médicale aux États-Unis. Il a même réussi à faire revenir vers lui une bonne dizaine d’ingénieurs français. Mais l’équipe (79 personnes en France) est très internationale. Elle compte notamment des spécialistes en software, des ingénieurs (certains ont une thèse) qui maîtrisent le phénomène de propagation des ondes dans le corps, d’autres qui ont une expertise dans le traitement du signal et de l’image et des spécialistes en mécanique. Chez Supersonic Imagine, on affiche une prédilection pour les esprits brillants qui ont tenté des aventures durant leur cursus, par exemple développer et commercialiser un logiciel…

Un cœur artificiel qui bat pour de vrai

On ne s’attend pas à trouver des ingénieurs spécialistes des avions de combat dans une équipe développant le cœur artificiel le plus sophistiqué au monde ! Un organe qui a le poids (900 g) et la forme d’un vrai cœur avec ses deux ventricules. Qui fonctionne grâce à une batterie externe fixée sur une paire de bretelles et battra pour la première fois dans la poitrine d’un malade en 2011 pour des essais cliniques et devrait être commercialisé en 2013.
Et pourtant… Ce petit bijou développé par la start-up Carmat réunit des technologies (et des hommes) venus d’horizons a priori étranger au corps humain. Il y a de la mécanique (la pompe) et de l’électronique avec des capteurs (accéléromètres) pour impulser le bon tempo selon l’effort comme un vrai cœur. Pour éviter tout bug dans les logiciels, les ingénieurs ont importé les méthodologies de développement utilisées dans l’aéronautique. S’ajoutent encore des compétences “systèmes” pour le télédiagnostic car lorsque le patient rentre à la maison, il faut pouvoir contrôler à distance son état. Et bien sûr une expertise dans les matériaux en contact avec les tissus et le sang conçus pour éviter la formation de caillots…

Faire travailler des équipes du médical et de l'aéronautique

“La complexité réside surtout dans l’orchestration de ces différentes technologies dans un même produit”, explique Patrick Coulombier, directeur général adjoint de Carmat. Dans une autre vie, cet ingénieur en électronique a notamment dirigé deux programmes aéronautiques dans le domaine de la défense.
Autre challenge : faire travailler des équipes du monde médical avec des ingénieurs pour partie venus de l’aéronautique et de la défense. Des électroniciens et des électriciens (logiciel et électronique), des ingénieurs système (Centrale et Polytechnique), des spécialistes en biomatériaux (université technologique de Compiègne), des mécaniciens (Arts et Métiers)… Au total une équipe d’une cinquantaine de personnes pour une première mondiale.

Cet article est paru dans Courrier cadres n°36, daté de décembre 2009.