Développement de méthodologies chimiométriques sur des images hyperspectrales pour la détection de composés faiblement dosés : application à la microscopie Raman
Auteur / Autrice : | Mathieu Boiret |
Direction : | Jean-Michel Roger |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Génie des procédés |
Date : | Soutenance le 10/12/2015 |
Etablissement(s) : | Montpellier |
Ecole(s) doctorale(s) : | Sciences des Procédés – Sciences des Aliments (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : ITAP Information et Technologie pour les Agro-Procédés INRAE SupAgro Montpellier |
Jury : | Examinateurs / Examinatrices : Jean-Michel Roger, Jocelyn Chanussot, Ludovic Duponchel, Nathalie Gorretta, Serge Rudaz |
Rapporteurs / Rapporteuses : Jocelyn Chanussot, Ludovic Duponchel |
Résumé
L’imagerie hyperspectrale est désormais considérée comme un outil analytique à part entière dans l’industrie pharmaceutique, aussi bien au cours du développement pour assurer la qualité d’un produit que pour résoudre des problématiques de production après la mise sur le marché du médicament. Dans ces travaux, la microscopie Raman est utilisée pour étudier la distribution en principes actifs et excipients au sein d’une forme pharmaceutique solide, en se focalisant tout particulièrement sur l’identification d’un composé faiblement dosé. Ce dernier est défini comme étant un produit ayant de faibles contributions spatiale et spectrale, signifiant qu’il est distribué dans quelques pixels de l’image avec une information spectrale peu présente dans un spectre de mélange. Alors que la plupart des algorithmes chimiométriques se basent sur la décomposition de moments statistiques, nécessitant une variation suffisante entre les échantillons (les pixels d’une image), les limites de ces outils pour résoudre ce cas spécifique sont rapidement atteintes.La première partie de la thèse met en évidence les difficultés de détection d’un composé faiblement dosé en utilisant l’analyse en composantes indépendantes et la résolution multivariée de courbes. Des méthodologies de travail sont proposées pour contourner ces limitations. Pour les deux techniques, les étapes de réduction de dimensions apparaissent comme des paramètres critiques de la méthode. La seconde partie de la thèse se focalise sur l’espace des signaux pour déterminer des cartes d’absence/présence de constituants ou pour détecter des constituants dans une formulation inconnue, en se basant sur des espaces spectraux portant une information relative aux constituants de la formulation. Les techniques proposées sont parfaitement adaptées à la détection d’un composé faiblement dosé et ces méthodes pourraient être adaptées à d’autres techniques de mesure ou d’autres domaines d’application.