Thèse Développement d'Une Nouvelle Stratégie Anti-Biofouling par Inhibition du Quorum Sensing des Bactéries Marines H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Institut Polytechnique de Paris École polytechnique École doctorale : Ecole Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris Laboratoire de recherche : PMC - Laboratoire de Physique de la Matière Condensée Direction de la thèse : Anne Chantal GOUGET - LAEMMEL ORCID 0000000274779200 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-09-30T23:59:59 Le projet de thèse BIOQSI vise à lutter contre le biofouling, un phénomène naturel où des micro-organismes colonisent les surfaces immergées, causant des problèmes majeurs dans les secteurs naval, industriel et militaire. Si les solutions actuelles de protection des coques de navires - comme les revêtements à base de biocides métalliques ou de polymères hydrophobes - permettent de limiter ce phénomène, elles soulèvent deux problèmes récurrents : une toxicité avérée pour les écosystèmes marins et une efficacité qui s'amenuise avec le temps. Face à ces limites, le projet propose une alternative innovante et éco-responsable : des revêtements multifonctionnels combinant propriétés antiadhésives et l'inhibition du Quorum Sensing (QS). Ce dernier, système de communication interbactérienne, joue en effet un rôle clé dans la formation des biofilms. En le ciblant, il devient possible de bloquer ce processus dès son origine.Le Laboratoire de Synthèse Organique (LSO, École Polytechnique) a développé des inhibiteurs du QS de type N-amino-indole, efficaces contre des bactéries Gram-négatives et Gram-positives en ciblant spécifiquement les mécanismes de communication intercellulaire, empêchant ainsi la formation de biofilms. L'objectif principal de BIOQSI est de démontrer l'efficacité de ces inhibiteurs une fois greffés de manière covalente et robuste sur des surfaces modèles en silicium, puis sur des matériaux utilisés dans l'industrie navale, en collaboration avec l'Institut de recherche Dupuy de Lôme (IRDL, ENSTA-Bretagne). Deux stratégies de greffage seront explorées : le greffage moléculaire direct et la photopolymérisation de précurseurs méthacrylates qui est considéré comme un procédé éco-responsable et industrialisable.Les performances antibiofilm de ces surfaces fonctionnalisées seront évaluées sur des souches bactériennes marines représentatives (Pseudomonas spp., Vibrio spp., Shewanella spp.), en conditions statiques et dynamiques, afin d'étudier l'impact de la densité surfacique des inhibiteurs (en collaboration avec le LOB, Ecole polytechnique). Enfin, le projet inclut une preuve de concept sur un matériau réel utilisé dans la construction navale, avec des tests de vieillissement accéléré pour évaluer la durabilité et l'efficacité des revêtements dans des conditions proches de la réalité. A terme, BIOQSI ambitionne est de proposer une solution durable, non toxique et performante pour lutter contre le biofouling, en réduisant les coûts de maintenance et l'impact environnemental des activités maritimes. Le biofouling représente un processus naturel mais problématique d'accumulation et de croissance d'organismes sur des surfaces immergées ou exposées à des environnements biologiquement actifs. Il implique la formation de biofilms bactériens, puis la colonisation par des micro- et macro-organismes (algues, coquillages, diatomées). Ce phénomène entraîne des conséquences économiques et écologiques majeures : augmentation de la consommation énergétique des navires, colmatage des membranes de filtration ou perte d'efficacité des capteurs immergés. Traditionnellement, la lutte contre le biofouling repose sur l'usage de biocides chimiques ou de revêtements antiadhésifs, mais ces solutions présentent souvent une toxicité environnementale et une efficacité limitée à long terme. Dans ce contexte, le quorum sensing (QS), système de communication bactérienne impliqué dans la formation du biofilm, apparaît comme une cible moléculaire prometteuse pour le développement de stratégies antibiofouling innovantes et éco-compatibles. L'avenir de l'antibiofouling repose sur le développement de matériaux multifonctionnels combinant propriétés antimicrobiennes, antiadhésives et auto-réparatrices. L'objectif de cette thèse propose une nouvelle stratégie anti-biofouling par inhibition de biofilms des bactéries marines et par une chimie de surface éco-responsable et robuste.

Etudiant(e) niveau M2 ou école d'ingénieur avec de très bonnes compétences en sciences de matériaux et une appétence forte pour la chimie organique

• Chimie
• Science des matériaux