thèse - Université Bordeaux 1

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N° d’ordre : 4535
THÈSE
UNIVERSITÉ BORDEAUX 1
ÉCOLE DOCTORALE DE SCIENCES PHYSIQUES ET DE L’INGÉNIEUR
FACULTÉ DES SCIENCES DE MONASTIR
ÉCOLE DOCTORALE DE CHIMIE
Présentée par
Ibtissem GAMMOUDI
POUR OBTENIR LE GRADE DE
DOCTEUR
SPÉCIALITÉS : Électronique-Chimie
BIOCAPTEUR A BASE DE BACTERIES
POUR LE CONTROLE ENVIRONNEMENTAL
Soutenue le 18 Juin 2012
Après avis des rapporteurs
M.
HAJ SAID Ayoub
Maître de Conférences – HDR, IPEI de Tunis
Rapporteur
M.
MOHAMMED-BRAHIM Tayeb
Professeur, Université de Rennes 1
Rapporteur
Devant la commission d’examen
Mme
COHEN-BOUHACINA Touria
Professeur, Université Bordeaux 1
Présidente de jury
Mme
DEJOUS Corinne
Professeur, IPB /ENSEIRB-MATEMECA
Co-directrice de thèse
M.
KALFAT Rafik
Professeur, Institut INRAP de Tunis
Co-directeur de thèse
M.
OTHMANE Ali
Professeur, Université de Monastir
Examinateur
M.
REBIERE Dominique
Professeur, Université Bordeaux 1, IUT
Examinateur
M.
HAJ SAID Ayoub
Maître de Conférences – HDR, IPEI de Tunis
Examinateur
M.
MOHAMMED-BRAHIM Tayeb
Professeur, Université de Rennes 1
Examinateur

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Remerciements
Cette thèse doit beaucoup aux nombreuses personnes qui m’ont encouragée, soutenue et
confortée au long de toutes ces années. Qu’elles trouvent ici l’expression de mes plus sincères
remerciements.
J’adresse une pensée particulière à Madame Corinne DEJOUS, Professeur à l’Institut
Polytechnique de Bordeaux et ma directrice de thèse pour avoir accepté et encadré cette thèse,
pour la confiance qu’elle m’a témoignée du début à la fin du travail, pour sa disponibilité à
comprendre et à communiquer et sans oublier ses précieux conseils, pour ses qualités
humaines, pour le temps qu’elle m’a accordé, notamment lors de la relecture du manuscript.
Je tiens également à remercier chaleureusement Madame Touria COHEN-BOUHACINA,
Professeur à l’université Bordeaux 1 et responsable de l’équipe Biophysique et Nanosystèmes
(BIOPHYNA) pour son aide, sa disponibilité, son soutien et surtout ses conseils et
recommandations qui m’ont permis pas seulement d’acquérir de nombreuses compétences
dans les domaines scientifique et académique mais aussi de développer ma personnalité.
J’aimerais aussi adresser un remerciement particulier à mon co-directeur de thèse
Monsieur Rafik KALFAT, Professeur à l’Institut INRAP de Tunis, pour son aide et son
soutien tout au long de ces années.
Je veux remercier ici très sincèrement les membres de mon jury de thèse, et tout
particulièrement les rapporteurs du manuscript, pour l’intérêt qu’ils ont porté à mon travail et
pour avoir accepté de le juger.
J’adresse mes sincères remerciements à Monsieur Ali OTHMANE, Professeur à la Faculté
de Médecine de Monastir, pour avoir initié ce travail et pour les idées innovantes qu’il m’a
transmises.
De vifs remerciements vont à Monsieur Daniel MOYNET, du Laboratoire d’Immunologie
Moléculaire et Parasitologie de l’Université Bordeaux 2 Victor Segalen, pour son accueil au
sein de l’équipe et ses conseils et remarques, toujours pertinents.
J’ai pu travailler dans un cadre particulièrement agréable, grâce à l’ensemble des membres
de l’équipe MDA du groupe microsystème sous la direction de Professeur Dominique
REBIERE. Je pense particulièrement à Jean-Luc LACHAUD, Ingénieur d’Etude au sein de
l’équipe, qui est toujours serviable et disponible.
Je remercie aussi les membres de l’équipe BIOPHYNA pour leur accueil et en particulier
Fabien MOROTE, technicien de la plateforme NSI.

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Mes dernières pensées iront vers mon fils Amen Allah, pour sa patience et son courage,
ainsi que ma mère Jamila et ma sœur Henda qui se sont occupées de lui tout au long de mon
parcours universitaire afin que je puisse préparer ma thèse dans de bonnes conditions. Je les
remercie pour tous leurs sacrifices et l’amour qu’elles ont donné à mon fils.
Je remercie mes sœurs et mes frères pour leurs encouragements et en particulier ma sœur
Mouna.
Un remerciement spécial pour mon père, sans lequel je n’aurai jamais eu l’opportunité de
continuer mes études et effectuer cette thèse.
J’ai une pensée très tendre à l’endroit de mon beau-frère Houcine décédé il y a peu et qui
serait content d’apprendre que j’ai enfin terminé ma thèse. Il m’a toujours donné l’espoir
d’aller de l’avant.
Un grand merci à mon mari pour les nuits blanches qu’il a passé avec moi, même à
distance pour m’encourager à finir la thèse.
Enfin, je remercie les deux familles DEJOUS et COHEN et tous mes amis, en particulier
Hakim, Nima et Rokhaya, de m’avoir accompagnée et aidée pendant ces dernières années
mais également pour les nombreux bons moments passés ensemble.

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Résumé de thèse
La contamination par les polluants représente une menace pour l’environnement ainsi que
pour la santé humaine puisque ces contaminants peuvent pénétrer dans le corps par
l’alimentation, la respiration, l’absorption cutanée et l’exposition quotidienne aux
innombrables produits chimiques crées et employés par les humains.
Ces polluants tels que les métaux lourds et les pesticides provoquent des maladies
dangereuses et même mortelles (maladies cardiovasculaires, cancer, sclérose en plaques,
syndrome de fatigues chronique, etc.).
Pour éviter ce bombardement constant du corps durant toute sa vie par ces toxines
extérieures, et libérer graduellement le corps de son accumulation toxique, permettant au
système immunitaire de fonctionner plus efficacement et promouvant le futur bien-être du
corps, il faut contrôler constamment l’environnement et évaluer leur niveau de contamination.
En effet, il existe des méthodes classiques de détection de ces polluant telles que la
spectroscopie de masse, l’absorption atomique, qui fournissent des informations très fine et
complète, mais elles présentent des contraintes importantes de logistique, de coût et surtout
du temps.
Les travaux de recherches actuels visent à élaborer et améliorer un outil capable d’entrer
en concurrence avec ces techniques en sens de rapidité, stabilité et économie.
Le biocapteur qui présente la fusion de plus importantes technologies de ce siècle :
l’électronique et les biotechnologies, pourrait être par cette association la base de la naissance
d’un système efficace de détection précoce.
L’objectif de notre projet est la conception d’un micro-biocapteur à base de bactéries qui
est sensible et utile en tant que capteur jetable pour le contrôle environnemental. L’étude de
ce dispositif est particulièrement intéressante car elle permet de concilier à la fois l’aspect
pratique du développement de systèmes directement utilisables pour des applications
industrielles (surveillances de la pollution) et l’aspect recherche fondamentale au niveau de
l’étude des interactions biochimiques entre l’espèce à détecter et le métabolisme cellulaire.
Mots clés: Microfluidique, PDMS, Capteur, Bacteries, Polyelectrolytes, Onde de Love,
AFM, Electrochimie, Métaux Lourds.