Assas Recherche | Etude de l’effet des champs électriques alternatifs de faible amplitude et de l’effet bioélectrique sur la croissance des bactéries : développement d'un dispositif combiné de traitement et d'analyse électrique de suspensions bactériennes

Etude de l’effet des champs électriques alternatifs de faible amplitude et de l’effet bioélectrique sur la croissance des bactéries : développement d'un dispositif combiné de traitement et d'analyse électrique de suspensions bactériennes (Document en Français)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 01/08/2022 (communication intranet).

Informations sur les contributeurs

Auteur : Vindret Me?de?ric

Vindret, Me?de?ric

Nom

Vindret

Prénom

Me?de?ric

Nationalité

Français

Date de soutenance : 10-02-2021

Directeur(s) de thèse : Xavier Pascal

Xavier, Pascal

Nom

Xavier

Prénom

Pascal

- Martins Jean

Martins, Jean

Nom

Martins

Prénom

Jean

- Chamberod Eric

Chamberod, Eric

Nom

Chamberod

Prénom

Eric

- Rauly Dominique

Rauly, Dominique

Nom

Rauly

Prénom

Dominique

Etablissement de soutenance : Université Grenoble Alpes

Université Grenoble Alpes

Nom

Université Grenoble Alpes

Laboratoire : Centre de radiofréquences, optique et micro-nanoélectronique des Alpes (Grenoble, Isère, France ; Chambéry ; 2007-....)

Centre de radiofréquences, optique et micro-nanoélectronique des Alpes (Grenoble, Isère, France ; Chambéry ; 2007-....)

Nom

Centre de radiofréquences, optique et micro-nanoélectronique des Alpes (Grenoble, Isère, France ; Chambéry ; 2007-....)

Ecole doctorale : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)

École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)

Nom

École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)

Informations générales

Discipline : Optique et radiofréquence
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Champs électriques athermiques, Décontamination microbienne, Spectroscopie d'impédance, Bactérie, Interactions
Mots-clés :

Champs électriques
Spectroscopie d'impédance
Bactéries
Décontamination

Résumé : Le mécanisme de résistance des bactéries aux antibiotiques et les limites des méthodes actuelles de décontamination microbienne (pollution, forte consommation d’énergie) ont motivé la recherche de stratégies alternatives pour inhiber ou éliminer les bactéries. Des études ont démontré l’efficacité, sur l’inhibition de croissance bactérienne, d’un traitement combiné de faibles champs électriques alternatifs (de l’ordre du V/cm) et d’une faible dose d’antibiotique (inférieure à la concentration minimale inhibitrice). Cette synergie est appelée « effet bioélectrique » dans la littérature. Toutefois, cet effet est mal compris, notamment l’impact des différents paramètres (électriques, thermiques, biologiques et chimiques) sur l’efficacité du traitement.L’objectif de cette thèse est donc de développer un dispositif de traitement capable d’appliquer des faibles champs électriques alternatifs (entre 10 kHz et 10 MHz) sur des bactéries en suspension et de mesurer l’impact de ce traitement sur la croissance des bactéries. Ceci est réalisé avec une instrumentation personnalisée offrant un spectre de valeurs des différents paramètres (fréquence, amplitude du champ électrique, température, espèce bactérienne, antibiotique) le plus large possible afin de caractériser au mieux l’effet bioélectrique. Une attention toute particulière est portée sur la mesure et le contrôle des différents paramètres en jeu dans ces expériences, notamment la température. En parallèle de ce traitement, le dispositif permet de réaliser des mesures des propriétés diélectriques des bactéries en suspension par spectroscopie d’impédance, cette méthode ayant permis dans la littérature de mesurer et d’analyser le comportement électrique des matériaux biologiques sur une large bande de fréquence.En faisant varier les différents paramètres électriques, biologiques et chimiques, les faibles champs électriques alternatifs athermiques seuls ou en combinaison avec des antibiotiques, n’ont pas montré d’impact visible sur la croissance des bactéries en suspension. Cela remet en cause les résultats obtenus dans la littérature et questionne sur l’efficacité réelle de ces faibles champs électriques alternatifs et de l’effet bioélectrique sur les bactéries. D’autant plus, qu’en modifiant notre dispositif de traitement avec l’ajout d’amplificateurs de puissance, les champs électriques plus forts, et par conséquent thermiques, se sont révélés efficaces. Enfin et surtout, une synergie entre les champs électriques faiblement thermiques (<50°C) et une faible dose d’antibiotique (< concentration minimale inhibitrice) a été visualisée : la combinaison des deux traitements a montré une forte efficacité sur l’inhibition de la croissance bactérienne contrairement aux deux traitements pris séparément.Ces résultats posent plusieurs questions sur le mécanisme sous-jacent à cet effet bioélectrique thermique, sur la différence entre un chauffage électrique et un chauffage conventionnel dans ce traitement et enfin la possibilité d’utiliser l’effet bioélectrique faiblement thermique comme stratégie de décontamination alternative.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2021GRALT027
Type de ressource : Thèse