Early detection of pest insects using pheromone receptor-based olfactory sensors

La détection précoce d’insectes ravageurs est un enjeu majeur pour une action optimale des stratégies de biocontrôle ciblées. PheroSensor utilise le fait que les phéromones signalent la présence d'une espèce d'insecte donnée et que la détection des phéromones par les insectes est assurée par des récepteurs uniques en termes de sensibilité et de spécificité. Nous concevons et construisons 2 types de capteurs basés sur les récepteurs phéromonaux (RP) pour la surveillance d’insectes ravageurs invasifs.

Des capteurs "biologiques" analysent les réponses de drosophiles transgéniques, mouches sentinelles, exprimant un RP d’une espèce d’insecte ravageur qui leur confère une hyperacuité à la phéromone de ce ravageur. Le seuil de détection des mouches exprimant un RP de chanrançon est < 10^-14 g. Ces capteurs sont testés en serre. Nous développons l’automatisation de la détection de la phéromone par intelligence artificielle. Un préconcentrateur de phéromone est en cours d'optimisation.

Ces capteurs guident le développement de capteurs "physiques" avec des RP greffés à des transducteurs gravimétriques utilisant les propriétés de résonateur du diamant. La production de RP de la légionnaire d’automne et leur greffage sont maitrisés. En laboratoire, le 1^er capteur physique avec ce PR est sélectif et sa sensibilité est < 10^-13 M.

Ces travaux sont complétés par la modélisation de la propagation de la phéromone en fonction de la densité d'insectes et du couvert paysagé et la modélisation inverse qui permet de localiser les insectes émetteurs des phéromones sur la base des séries temporelles de détection par des réseaux de capteurs. L’objectif est à terme de disposer de capteurs déployés sur le terrain pour établir des cartes de risque de présence d’insectes ravageurs ou être utilisés comme indicateurs de leur présence en milieu confiné – silos de stockage des grains, transport des marchandises, plants et semences – permettant de limiter le recours aux insecticides.