Mme Anne-Catherine Heuskin,
Biophysicienne, chercheuse en radiobiologie et chargée de cours à l’UNamur

Qu’est-ce que la biophysique ? Si vous deviez résumer la discipline en quelques mots ou quelques phrases …

C’est la jonction entre plusieurs disciplines, principalement entre la physique et la biologie. Les biophysiciens ont un profil multidisciplinaire, ils doivent maîtriser des concepts qui appartiennent à deux disciplines vraiment différentes et sont appréciés des deux côtés. Ils peuvent comprendre le jargon du physicien et celui du biologiste, c’est très utile de pouvoir communiquer avec les deux, car il arrive fréquemment qu’entre deux disciplines, l'on ne se comprenne pas ou l'on ne comprenne pas ce que l’autre attend.

Quel est votre rôle en tant que biophysicienne ?

Je travaille dans une partie de la biophysique appelée radiobiologie, qui concerne l’interaction des particules ionisantes avec la matière vivante. Le domaine est lié à des thématiques telles que le traitement du cancer : rayons X traditionnellement utilisés en hôpitaux ou nouvelles modalités émergentes comme la protonthérapie[1]. L’idée est d’améliorer les traitements existants. Une autre application, en radioprotection, implique l’irradiation de micro-organismes très résistants qui peuvent nous apporter des éléments intéressants dans la protection des personnes professionnellement exposées aux radiations (personnel dans les centrales nucléaires, dans la production de radio-isotopes en médecine nucléaire, astronautes). On s’inspire de ces micro-organismes pour voir comment on peut mitiger l’effet délétère des radiations spatiales. Vis-à-vis de la société, mon rôle est orienté vers l’humain, vers la santé.

Quel est votre parcours scolaire et professionnel ?

J’ai commencé mes études secondaires avec du latin, j’ai eu la chance de rencontrer une professeure exceptionnelle qui m’a fait aimer cette matière. C’est très utile, car cela permet de décortiquer les phrases et de mieux comprendre le français, d’une part pour l’étymologie de certains mots et d’autre part pour la grammaire. C’est aussi une discipline très mathématique, qui nous amène à décortiquer les phrases comme un grand puzzle. J’ai continué le latin jusqu’à la fin de mes études secondaires, en y ajoutant les sciences (7h/semaine). J’avais seulement quatre heures de mathématiques, ce qui à priori n’est pas suffisant. Pour le choix de mes études supérieures, j’ai hésité entre l’archéologie et la physique (j’avais apprécié tout ce qui concernait l’électricité). J’ai fait un bachelier et un master en physique à l’Université de Namur. À la fin du bachelier, les études de physique restaient très théoriques, très abstraites et très mathématiques. Je me posais des questions sur la suite de mon parcours, la géologie m’attirait aussi pour son côté plus concret. Un assistant m’a conseillé de me rendre au laboratoire LARN (équipé d’un accélérateur de particules) de l’UNamur, où se montaient des projets pour irradier des cellules cancéreuses. Cela m’a tout de suite parlé, je suis restée en physique et j’ai rédigé mon mémoire sur ce sujet. Nous avons décidé de dédier une des lignes d’irradiation de l’accélérateur à l’irradiation de cellules cancéreuses. Ensuite, j’ai poursuivi mes études par une thèse de doctorat pour le FNRS[2], qui mélangeait de l’expérimentation et de la modélisation sur ordinateur, sur les thèmes de la protonthérapie et l’hadronthérapie (qui utilise d’autres particules que les protons, comme les particules alpha et le carbone). Il s’agissait de concevoir un modèle qui permettait de prédire la survie des cellules quand elles sont irradiées par différents types de radiations. Outre la partie programmation pure et dure, l’étude comportait une partie expérimentale qui consistait à trouver les paramètres importants à faire entrer dans le modèle pour que cela fonctionne, et valider le tout par expérimentations. Je suis partie aux États-Unis pour un postdoctorat au Lawrence Berkeley Lab en Californie. À l’époque, il y avait là-bas une division appelée « Life sciences », aujourd’hui « Biosciences », où ils travaillent également dans la radiobiologie et la radioprotection. Aux États-Unis, ils sont plus orientés vers la radioprotection, car la NASA[3] finance beaucoup de projets. J’y ai travaillé sur un modèle de tissus irradiés par des particules plus exotiques comme celles qu’on trouve dans l’espace, afin de regarder dans quelle mesure elles pouvaient induire le cancer chez les astronautes. De retour à Namur, j’ai réalisé un autre postdoctorat en radiobiologie dans mon laboratoire d’origine. Le projet consistait à développer un agent radiosensibilisant, pour augmenter les effets de la radiothérapie. Il s’agit d’une nanoparticule d’or, qui est spécifiquement greffée avec un anticorps afin de viser les cellules cancéreuses. Quand la tumeur est chargée en or et qu’on l’irradie avec des particules, on crée des radiations supplémentaires dans les cellules tumorales, ce qui permet de réduire la dose d’entrée sur le patient et d’épargner les tissus sains. Mon rôle dans ce projet était de déterminer, du point de vue physique, quelle était la dose supplémentaire fournie par ce nanoobjet. Un poste de chargée de cours s’est récemment ouvert à l’UNamur, auquel j’ai postulé et que j’ai obtenu.

Quels sont les éléments qui vous ont motivée à faire ces études et ce métier ?

En sortant de mes études secondaires, j’aimais la physique, mais je ne me suis pas posé la question de savoir ce que j’allais en faire. C’est la manière de réfléchir qui me plaisait, on ne se contente pas d’étudier par cœur, il faut faire marcher ses neurones. À la fin de mon bachelier, les études me semblaient très théoriques et très axées sur la physique fondamentale. L’idée de mélanger plusieurs matières me plaisait davantage. En choisissant de réaliser mon mémoire sur un sujet à la frontière de la physique et de la biologie, j’ai appris sur le terrain le métier de biologiste : culture de cellules, expériences biologiques, etc.

Des exemples concrets d’expériences ou de travail de laboratoire ?

Toutes les semaines, nous ensemençons dans des boîtes de Petri[4] des cellules cancéreuses créées spécifiquement pour l’irradiation. Les chercheurs se mettent au poste de commande de l’accélérateur de particules et envoient un faisceau de protons réglé pour irradier une assez grande surface. Après avoir irradié les cellules, nous les traitons sous hotte[5]. Nous les détachons des boîtes de Petri, les comptons et les plaçons dans des plaques 6 puits. Nous attendons ensuite pour les laisser pousser une dizaine de jours et voir si elles survivent ou pas. Si elles poussent et créent des clones, les cellules forment un tas qui finit par se voir à l’œil nu, parce que nous les colorons avec du cristal violet (ou violet de gentiane). Cette expérience constitue la manipulation de base en radiobiologie et en radiothérapie, elle permet de juger de l’efficacité d’un traitement et de voir quel est le traitement qui fonctionne le mieux. On peut aussi y ajouter une drogue de type chimiothérapie pour vérifier si la combinaison des deux traitements fonctionne. L’intérêt n’est pas tant que la cellule cancéreuse soit morte, mais plutôt qu’elle ne prolifère pas, qu’elle ne se divise plus. Nos chercheurs sont soit physiciens soit biologistes de formation, tous vont apprendre à maîtriser les deux facettes de l’expérience : les physiciens doivent réaliser la culture biologique et les biologistes doivent aussi piloter l’accélérateur de particules. Tout le processus doit être maîtrisé de A à Z par une même personne, nous devons être polyvalents.

Collaborez-vous avec d’autres chercheurs ou d’autres institutions ?

En interne au sein de l’UNamur, nous travaillons principalement avec les unités de recherche en biologie cellulaire (URBC) et en biologie environnementale et évolutive (URBE). Nous collaborons avec d’autres institutions, notamment le SCK CEN à Mol (centre de recherche nucléaire), avec des thèses de doctorat en co-tutelle. Le projet avec les nanoparticules d’or est une collaboration entre l’UCL, l’ULg, l’UNamur et des partenaires industriels. Nous soumettons des projets avec la KUL (Université Catholique de Louvain), sur des thématiques de protonthérapie. Tout ceci fait partie de thématiques de recherches autour de la radiobiologie ou l’irradiation de matériaux (par exemple, tester l’irradiation des détecteurs envoyés dans l’espace). L’ESA (Agence spatiale européenne) finance certains de ces projets, et certaines expérimentations seront réalisées par les astronautes à bord de l’ISS (station spatiale internationale). Cela nécessite d’avoir bien préparé et optimisé l’expérimentation au sol pour que le dispositif soit idéal et facile à manipuler pour le personnel de la station. Nous avons aussi remis un projet européen avec différents centres de protonthérapie en Europe. Nous gardons des contacts avec d’autres institutions, par exemple Berkeley aux États-Unis.

Quelles sont vos collaborations avec le monde de l’entreprise et la recherche appliquée ?

Pour obtenir des financements, une des possibilités est de passer par la Fédération Wallonie-Bruxelles et des pôles de compétitivité[6] tels que Biowin (santé), MecaTech (génie mécanique), etc. Nous avons souvent besoin d’un partenaire industriel pour monter un projet dans ce cadre. Par exemple, nous collaborons avec IBA, firme qui fabrique les cyclotrons en protonthérapie, et qui est basée à Louvain-la-Neuve. Il faut savoir que la protonthérapie est une invention belge !

Notre laboratoire réalise aussi des prestations de services pour tout type de clients, y compris privés : irradiation, mesures d’échantillons radioactifs, etc. Cela permet d'amener des fonds au laboratoire grâce à notre expertise.

En dehors des chercheurs, institutions et des entreprises, quels sont vos autres interlocuteurs ?

Je pense principalement au monde de l’enseignement, nous organisons des visites d’écoles pour que les élèves de 6^ème se rendent compte de ce que nous faisons au labo. Ils ont souvent une image un peu nébuleuse de la physique et ne savent pas ce qu’elle apporte concrètement, quels sont les débouchés possibles, etc. Parfois, certains élèves hésitent entre des études d’ingénieur ou de physicien et choisissent la physique fondamentale après avoir réalisé ce qu’elle impliquait. Nous participons également à des soirées d’information directement dans les écoles, nous essayons d’être actifs pour la promotion de la physique et de ses métiers.

En plus de votre métier de chercheuse, votre fonction actuelle comporte également une facette d’enseignement. Quelle est-elle ?

J’aurai des charges d’enseignement dans des sections de non-physiciens : vétérinaires, biologistes, géographes, géologues, etc. L’objectif est de leur transmettre les bases de la physique en première année (Bloc 1). On y enseigne d’une manière différente, on n’explique pas la physique à de futurs vétérinaires ou géologues comme on l’explique à de futurs physiciens. Il faut amener une question sur un phénomène qui leur parle, un animal ou un phénomène naturel, et observer ce qui se passe en l’expliquant par les principes physiques qui sont en œuvre. Le cours leur est spécifiquement dédié. Je donnerai aussi un cours de biophysique à toutes les finalités de masters en physique (au sein du tronc commun).

Je suis également chargée de préparer une toute nouvelle finalité de master, spécialisée en physique du vivant. Cette finalité comportera un tronc commun avec les autres masters en physique, mais également des cours spécifiques comme la physique des accélérateurs : cyclotrons, accélérateurs linéaires, etc. Nous allons aussi leur donner des bases en biologie : biologie cellulaire, radiobiologie (interaction rayonnement matière vivante et mécanismes post-irradiation). Je vais ici enseigner ce qui se produit au niveau d’une cellule quand on l’irradie avec un rayon X, un proton ou une particule alpha ; et présenter les expériences biologiques qu’on peut utiliser pour étudier ces phénomènes. Les étudiants auront l’occasion, lors des travaux pratiques, de travailler avec des cellules sous hotte. Ce master, ouvert pour l’instant aux seuls bacheliers en sciences physiques, fera le lien entre les deux disciplines. C’est aussi une autre manière d’envisager l’étude du vivant et de la santé, sans passer par la médecine ou les sciences vétérinaires.

Dans quel(s) lieu(x) exercez-vous votre profession ? Êtes-vous régulièrement amenée à vous déplacer ?

Je suis souvent soit au bureau, soit au laboratoire. Je me déplace pour des réunions dans d’autres institutions belges. Pour la préparation des cours, j’ai la possibilité de faire du télétravail une fois par semaine, ce qui me permet de me concentrer efficacement. Je voyage à l’étranger pour participer à des conférences destinées à présenter les travaux de recherches. C’est très intéressant pour favoriser le réseautage et développer des projets de collaborations. Je visite d’autres Universités ou groupes de recherches pour des tâches spécifiques. Par exemple, notre équipe de recherche s’est rendue dernièrement à l’Université de Strasbourg pour observer la structure qu’ils ont mise en place pour l’irradiation de petits animaux. Il existe aussi des formations intéressantes à suivre à l’étranger. Un chercheur, un chargé de cours ou même un professeur d’Université n’a jamais fini d’apprendre.

Quelle part prennent les tâches administratives dans votre travail ?

Quand on rédige des projets, cela prend du temps. Ne sachant si l'on va obtenir le financement ou pas, il nous arrive de travailler pour rien. Au-delà de la partie scientifique, il y a de nombreux points à remplir, notamment sur l’éthique et l’environnement. L’objectif est de les convaincre pour financer le projet de recherche et ce n’est pas toujours évident. Pour les achats de gros matériel pour le laboratoire, il faut passer par tous les rouages de l’institution, ce qui implique aussi beaucoup de documents administratifs. Je pense que je consacre environ 20% de mon temps à l’administratif.

Quels sont vos horaires de travail ?

Les horaires sont flexibles, il n’y a pas de système de pointage, l’important est que le travail soit fait. Je suis généralement présente entre 9h30 et 17h00, mais cela varie. Il m’arrive de commencer dès 8h, ou de rester jusque 19h. Je travaille aussi parfois le soir à domicile, une fois que les enfants sont couchés. Tout va dépendre de la charge de travail du moment et de l’urgence.

Quels sont les aspects positifs de votre métier ?

Je m’organise comme je veux. Même s’il y a un responsable pour le département de physique, j’ai beaucoup d’autonomie, je gère mon temps et planifie mes activités (expérimentations, rédaction de cours, etc.) comme je le souhaite. Cette flexibilité horaire est très appréciable. Un autre avantage est d’avoir un bon salaire, c’est un aspect plus matérialiste, mais qui n’est pas négligeable.

Et les aspects plus négatifs ?

Être régulièrement sollicitée, pour des questions expérimentales ou des demandes de conseils, ne me permet pas d’avancer de mon côté. Répondre à de nombreuses questions est très distrayant, dans le mauvais sens du terme. J’ai aussi parfois du mal à me détacher de ma boîte mail, je la consulte même très tard le soir sur mon téléphone.

Quelles qualités faut-il posséder pour exercer ce métier ?

La rigueur, l’envie et la capacité d’apprendre différentes choses et de sortir de sa zone de confort, pour parvenir à un background scientifique assez large.

Quel conseil donnez-vous à une personne qui souhaite se lancer dans ce métier ?

Il faut envisager une chose à la fois, par étapes. On peut avoir un plan d’avenir, mais ça ne marche pas toujours comme on le souhaite. La première étape est de réussir ses études secondaires, puis d’enchaîner sur des études supérieures scientifiques multidisciplinaires. Pour les options de l’enseignement secondaire, les sciences fortes donnent un gros avantage pour préparer aux sciences dans le supérieur. Les mathématiques sont aussi très utiles, il faut en prendre l’habitude. Je trouve personnellement que le latin donne un plus et forme l’esprit. Il apporte une certaine méthodologie, pour décortiquer les choses, que ce soit la langue ou un problème scientifique.

Comment envisagez-vous votre avenir professionnel ?

J’espère ne jamais partir d’ici ! J’ai actuellement un contrat d’une durée de trois ans. Pour les postes de professeurs, on doit faire ses preuves avant d’être confirmé et intégré définitivement dans la fonction. Je serai évaluée au niveau de la Faculté par une commission qui examinera tout ce que j’ai réalisé pendant ces trois ans, autant sur le plan de la recherche que sur celui de l’enseignement, ainsi que sur les services à la communauté (charges administratives, participations à des réunions, représentation de l’institution). J’espère continuer à assurer des charges d’enseignement dans des sections de non-physiciens, pour aider à rendre la physique plus digeste à des étudiants qui n’ont pas spécifiquement envie d’en faire au départ ; continuer à enseigner dans la nouvelle finalité de master pour former des profils multidisciplinaires ; continuer à remettre des projets de recherches pour faire avancer la thématique de la protonthérapie et de l’hadronthérapie.

La pédagogie prend une place de plus en plus importante pour les professeurs universitaires, les étudiants ont changé et les choses évoluent. On ne donne pas que des cours ex-cathedra, on essaye d’intéresser les étudiants. Par exemple, il existe en médecine un cours donné en classe inversée : les concepts théoriques sont étudiés seuls à la maison et le cours sert à présenter des cas concrets et des exercices.