Assia Benachir soutiendra sa thèse intitulée « Méthodes et instrumentation pour la microscopie de fluorescence à un et deux photons par illumination aléatoire » le mardi 16 décembre 2025 à 10h00 dans l’amphithéâtre Ponte, campus St Jérôme à Marseille.
La présentation et les slides seront en anglais.
Les membres du jury sont :
– Randy Bartels, Morgridge Institute of Research, University of Wisconsin-Madison, Président du jury
– Ignacio Izeddin, Institut Langevin, ESPCI Paris, Examinateur
– Sandrine Lévêque-Fort, ISMO, Université Paris-Saclay, Rapporteure
– Hilton Barbosa de Aguiar, Laboratoire Kastler-Brossel, ENS Paris, Rapporteur
– Hervé Rigneault, Institut Fresnel, Directeur de thèse
– Sandro Heuke, Institut Fresnel, Co-directeur de thèse
Résumé : La microscopie de fluorescence est un outil essentiel pour la recherche biologique et médicale, grâce à la grande diversité des marqueurs fluorescents disponibles, ainsi qu’à leur haute spécificité et sensibilité. La microscopie en champ large, où l’ensemble du champ de vision est illuminé simultanément, est avantageuse en raison de sa simplicité technique et sa rapidité d’acquisition. Cependant, elle ne permet pas le sectionnement optique, c’est-à-dire la capacité de distinguer différents plans au sein d’un échantillon en trois dimensions. Les techniques de microscopie à balayage, en parti-culier en fluorescence à deux photons, permettent le sectionnement optique, mais présentent une limitation majeure. En effet, pour augmenter la vitesse d’acquisition sans dégrader le niveau de signal, il est nécessaire d’augmenter la puissance laser utilisée pour l’excitation, ce qui augmente les risques de dommages à l’échantillon et de photoblanchiment. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous proposons de nouvelles approches expéri-mentales pour la microscopie de fluorescence en champ large avec sectionnement optique. Nous appliquons les techniques Dynamic Speckle Illumination (DSI) et Random Illumination Microscopy (RIM), qui reposent sur l’utilisation d’illuminations aléatoires sous la forme de speckle laser. Elles permettent d’obtenir des images avec un sectionnement optique jusqu’à 2 µm, sur un large champ de vision de 250 µm. L’algorithme de super-résolution RIM permet également une amélioration de la réso-lution latérale d’un facteur deux, tout en conservant un montage expérimental simple et robuste au désalignment. Dans un premier temps, nous démontrons qu’un diffuseur à cristaux liquides nématiques dopé aux zwitterions permet de contrôler précisément la vitesse de dé-corrélation des speckles, sur une large plage de valeurs. Cet instrument nous permet d’obtenir des images en champ large avec sectionnement optique, et un taux d’acquisition jusqu’à 14 Hz. Dans un deuxième projet, l’absorption à deux photons permet de pénétrer plus profondément dans les tissus biologiques. A l’aide d’une source accordable en longueur d’onde, nous démontrons également l’acquisition d’images multicolores en champ large. Enfin, nous réalisons la première démonstration de DSI par détection événementielle, qui permet un sectionnement optique sans post-traitement nécessaire. Ces avancées technologiques apportent des outils innovants et ouvrent de nouvelles perspectives pour la microscopie en champ large avec sectionnement optique, appliquée à l’imagerie biologique et biomédicale.
Mots clés : Illumination aléatoire, Microscopie à champ large, Sectionnement optique, Microscopie de fluorescence, Super-résolution
