En miniaturisant avec le CEA-Leti une technologie éprouvée d'analyse d'odeur en laboratoire et en y associant un savoir-faire dans la synthèse de molécules biochimiques capables d'interagir avec des odeurs naturelles, le grenoblois Aryballe Technologies est la première société à proposer un nez électronique portable universel, basé sur un multicapteur chimique. ... 

Parmi les cinq sens de l’homme, l’odorat est celui qui résiste le plus à la réalisation de capteurs imitant les récepteurs olfactifs du nez humain capables de reconnaitre et de différencier jusqu’à 10 000 odeurs différentes. C’est pourtant à cette tâche que s’est attelée la société Aryballe Technologies, fondée en mars 2014 à Grenoble par Tristan Rousselle, en proposant un biocapteur miniaturisé basé sur la technologie dite SPR (résonance plasmonique de surface).

Bien connu et utilisé dans des équipements de laboratoire opérationnels, ce procédé consiste à faire interagir des molécules organiques déposées sur une couche de métal avec des molécules de type COV (composés organiques volatils). De manière simplifiée, l’interaction de ces molécules gazeuses avec les molécules organiques modifie le trajet de la lumière à travers un prisme (voir illustration ci-contre). En associant ce biocapteur à une source de lumière qui émet à travers ce prisme et à une caméra qui recueille le signal lumineux, il est alors possible de réaliser une sorte de cartographie “visuelle” des combinaisons obtenues entre les molécules.

Pour le grand public et l'industriel

Le savoir-faire et l’originalité d’Aryballe reposent en fait sur trois éléments : la nature des molécules déposées dans le biocapteur, la miniaturisation de l’ensemble, avec sa composante électronique, et les algorithmes d’analyse des images et leur correspondance avec une liste d’odeurs. De la réunion des ces trois éléments est né le premier capteur d’odeurs universel portable, destiné autant au grand public qu’aux applications industrielles.  

« Notre projet est parti d’une rencontre avec des chercheurs spécialistes des technologies SPR, de ma propre expérience dans le domaine des interactions molécule/molécule avec une précédente société que j’ai créée, PX’Therapeutics, revendue depuis au laboratoire Aguettant, et dans l’expertise pointue du laboratoire CEA-Leti dans la miniaturisation des capteurs », explique Tristan Rousselle.

Concrètement, le dispositif d’Aryballe Technologies, issu en partie d’un brevet de l’Inac (Institut nanosciences et cryogénie du CEA), est d’abord constitué en son cœur d’une fine couche d’or qui est déposée sur un prisme de verre miniaturiséet sur laquelle une centaine de molécules biochimiques ont été déposés. « Plusieurs brevets concernent ces molécules qui constituent en quelque sorte les cellules olfactives du nez artificiel », précise Tristan Rousselle.

En amont du prisme éclairé par une source laser, un ventilateur amène vers la nappe de molécules un flux d’air régulé avec les odeurs à détecter. En aval, une caméra CCD miniature “photographie” l’onde lumineuse réfléchie, qui se matérialise par une image faite de points noirs et blancs, reflet fidèle des interactions combinatoires entre les molécules gazeuses (i.e. les odeurs) et les molécules biochimiques (i.e. les récepteurs olfactifs). Une corrélation est alors faite entre l’image traitée par un microcontrôleur embarqué et une série d’odeurs dûment répertoriée (banane, acide acétique…). Avec cette approche, Aryballe, qui a construit un prototype de faisabilité de 50 cm de haut, va sortir dans les semaines qui viennent un premier appareil préindustriel de 10 x 8 cm capable de reconnaître et de différencier une trentaine d’odeurs. Cet appareil sera doté de liens Bluetooth et Wi-Fi pour communiquer ses données vers un smartphone (où un logiciel de visualisation ad hoc sera téléchargé en fonction de l’application finale, grand public ou industrielle).

Enrichir la base de données

« Selon les domaines visés, la force de notre approche est qu’il suffit de modifier les molécules dans le capteur pour adapter son spectre d’analyse », commente Tristan Rousselle. Ce concept universel, une première sur le marché, va aussi permettre à Aryballe, grâce à des algorithmes d’apprentissage de type neuronal, d’enrichir la base de données d’odeurs détectées par le capteur.

Les applications, on le devine, sont très diverses. On peut citer notamment les solutions apportées aux personnes atteintes d’anosmie, une perte complète de l’odorat qui touche environ 1 à 2 % de la population. Le capteur d’Aryballe va leur permettre de mieux contrôler leur environnent en fournissant des indications objectives sur les odeurs qui les entourent. Autres applications : des capteurs spécifiques de détection qui permettront de donner des réponses quant à la présence d’odeurs révélatrices de dangers potentiels (odeur de brûlé, de fumée…). « Les industries qui mettent en œuvre des panels de testeurs pour le contrôle analytique des odeurs, comme dans la cosmétique, la parfumerie ou l’agroalimentaire, sont aussi très intéressées par ce dispositif », complète Tristan Rousselle.

Pour passer à la phase d’industrialisation de son concept, Aryballe, qui compte atteindre douze salariés à la fin de l’année, est en cours de finalisation d’une levée de fonds importante, à hauteur de 3 millions d’euros. Quant au potentiel de la société, il est très élevé, avec un chiffre d'affaires qui pourrait dépasser les 10 millions d’euros dès 2018.