« J’aime apprendre et explorer des terrains que je ne connais pas », résume Maïmouna Bocoum, chercheuse à l’Institut Langevin1. Diplômée de l’École nationale supérieure de techniques avancées, elle qualifie son profil initial de « plutôt théorique », d’où son choix d’une thèse… expérimentale : « L’alliance des deux correspondait à l’image que je me faisais d’une pas trop mauvaise physicienne ! ». Ce qu’elle est manifestement devenue, et au-delà : cette spécialiste d’acousto-optiqueFermerAcousto-optique :  science qui étudie les interactions entre la lumière et le son, et notamment la diffraction des ondes lumineuses par les ondes sonores. vient de recevoir le prix Irène Joliot-Curie – Jeune femme scientifique pour ses contributions à l’imagerie biomédicale.

D’abord formée à l’optique, Maïmouna Bocoum soutient en 2016 sa thèse de doctorat sur la génération d’impulsions laser attosecondeFermerAttoseconde : 10^-18 seconde, soit un milliardième de milliardième de seconde. . Avec, à la clé, le record mondial de l’impulsion la plus courte à haute cadence dans le proche infrarouge, soit 3,4 femtosecondesFermerFemtoseconde : 10^-15 secondes, soit un millionième de milliardième de seconde., correspondant à une compression de la lumière sur presque un seul cycle optique (une oscillation complète d’une onde lumineuse, c’est-à-dire le passage de la lumière par toutes ses phases).

Maîtriser plusieurs domaines

Mais à l’issue de sa thèse, son envie de renouvellement, couplée à celle d’aller vers des applications, la font bifurquer. « Lors d’un séminaire où des doctorants présentaient leur sujet, j’ai été interpellée par les possibilités de l’acousto-optique », évoque-t-elle. Grâce à un financement postdoctoral, elle rejoint l’Institut Langevin, où elle se forme à l’imagerie acoustique. « Lorsqu’on maîtrise plusieurs domaines, on peut importer les concepts de l’un dans un autre, ce qui est souvent ainsi que naissent les innovations », commente la chargée de recherche.

Recrutée au CNRS en 2018, elle s’emploie à développer des méthodes couplant optique et acoustique pour la détection de petits objets, typiquement des tumeurs, situés en profondeur dans les tissus.

Comme elle l’explique, « la lumière est limitée par la diffusion, contrairement aux ultrasons, qui se propagent de manière balistique (en ligne droite, sans déviation, Ndlr), mais ne sont sensibles qu’aux interfaces. L’astuce consiste donc à faire vibrer la matière avec des ultrasons, ce qui a pour effet de moduler la phase d’une onde lumineuse la traversant, à partir de quoi on peut reconstruire une image optique présentant la résolution et la pénétration des ondes ultrasonores. »

Toutes les facettes d’une technique

Mais, pour passer du principe – connu depuis plusieurs décennies – aux applications potentielles, Maïmouna Bocoum a dû s’attaquer à toutes les facettes d’une technique dont la première difficulté est la faiblesse du signal qu’elle permet.

Imagerie acousto-optique associant un laser optique et une sonde à ultrasons. L'objectif de ces recherches est de mettre au point un appareil d'imagerie optique permettant de détecter un contraste d'absorption ou de diffusion dans les tissus, pour détecter une tumeur à travers le sein par exemple.

Imagerie acousto-optique associant un laser optique et une sonde à ultrasons. L'objectif de ces recherches est de mettre au point un appareil d'imagerie optique permettant de détecter un contraste d'absorption ou de diffusion dans les tissus, pour détecter une tumeur à travers le sein par exemple.

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Pour la détection, on utilise l’holographie digitale, une technique interférométrique2 peu coûteuse. En parallèle, on implémente une nouvelle façon d’insonifier les tissus (exposer les tissus aux ultrasons) nécessitant de revoir intégralement le schéma d’imagerie. S’ajoute ensuite le développement de nouvelles sources laser plus puissantes, dont certaines fondées sur des technologies fibrées. Et, enfin, le développement d’algorithmes reposant sur des processeurs graphiques (GPU) pour le traitement en quasi temps réel des images.

Vers une alternative aux biopsies

« Nous avons encore plusieurs verrous à lever, mais, depuis 2024, un préprototype fonctionne au laboratoire », s’enthousiasme la scientifique, qui attend le résultat d’une demande de financement de prématuration pour s’engager sur la voie de la valorisation, avec notamment en ligne de mire la détection de tumeurs naissantes du sein, dans la perspective d’offrir une alternative aux biopsies.

Avec quelle technologie exactement ? Maïmouna Bocoum n’est pas encore fixée, elle qui a séjourné entre 2023 et 2024 à Copenhague pour se familiariser avec la manipulation de sources quantiques à la stabilité inégalée. Résultat : une publication sur leur application à la détection d’ondes gravitationnelles parue l’année dernière dans la revue Nature3, en attendant leur possible intégration aux dispositifs acousto-optiques de la chercheuse, qui ajoute : « Je souhaiterais aussi me former en biologie afin de mieux appréhender où sont les besoins ».

Vaincre l’auto-censure

À l’évocation de son prix, l’insatiable physicienne évoque pourtant le phénomène d’auto-censure, souvent inconsciente, auquel les femmes scientifiques peuvent être confrontées. « Cette distinction me donne de la confiance, y compris celle – qui sait ? –, de candidater un jour à un prix mixte, ce à quoi je n’aurais jamais songé avant », décrit-elle.

Afin de lutter contre les stéréotypes de genre, Maïmouna Bocoum croit à la transmission. Elle participe ainsi au jury des Olympiades de physique et accepte volontiers les sollicitations pour présenter son travail auprès des plus jeunes.

La spécialiste confie avoir été très inspirée par la figure d’Anne L’Huillier, prix Nobel de physique 2023, qui fut l’encadrante de son directeur de thèse : « Je l’avais vue à une conférence durant laquelle elle avait évoqué sa carrière en tant que femme, la façon dont elle a géré sa maternité… Cela m’a profondément marquée » et encouragée à ne rien s’interdire dans l’exploration de l’univers physique.

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