Approche heuristique pour relever les défis de la spectroscopie terahertz dans le domaine temporel pour la biologie

Abstract

Le domaine TeraHertz (THz) est de plus en plus attractif grâce à ses propriétés particulières. Il se situe à la limite haute des fréquences pour l'électronique, ce qui crée de nombreuses applications pour les télécommunications. De plus, de par la faible énergie du photon THz, il y a des applications dans des domaines variés tels que la sécurité, le contrôle non-destructif dans l'industrie, ou l'astronomie. Puisque ce rayonnement est non ionisant, un autre domaine d'application est la biologie. Le nombre de papiers publiés dans la littérature ces vingt dernières années n'a fait qu'augmenter, ce qui a été rendu possible par les avancées sur les dispositifs de spectroscopie TeraHertz à domaine temporel. De nombreuses études ont été réalisées sur des sucres, des solvants, ainsi que sur de l'ADN et des protéines. Cependant, il n'y a toujours pas de consensus dans la communauté THz concernant les protocoles expérimentaux et d'analyse des données à implémenter. Cette thèse propose un protocole de "fit" (ou d'ajustement des données) dans le domaine temporel fiable, ainsi qu'un critère de comparaison, ce qui permet une plus grande confiance dans les résultats obtenus et de les comparer à la théorie. Nous pouvons donc avancer et analyser des échantillons toujours plus complexes, de manière à être de plus en plus proche des conditions in vivo pour les échantillons biologiques. En effet, j'ai pu fournir de nouvelles perspectives à l'analyse de l'eau liquide, qui est un sujet phare depuis les débuts de la spectroscopie TeraHertz à domaine temporel, et sur l'influence des ions et des protéines sur sa structure. En outre, nous avons rendue possible l'analyse de petits échantillons, que ce soit en taille ou en quantité, grâce à notre dispositif appelé "papillon". Notre solution d'analyse des données n'est ni parfaite ni optimale. Les protocoles ainsi que le logiciel de fit peuvent encore être améliorés, mais ils ont permis de fournir des résultats fiables et donnent un critère pour la comparaison d'information. Nous espérons que ce travail ouvrira la voie à une meilleure compréhension et de plus complexes expériences sur les échantillons biologiques grâce à la spectroscopie TeraHertz à domaine temporel.