Publié le 1 juillet 2020 Mis à jour le 28 juillet 2020

Le Service de Métrologie Nucléaire participe à plusieurs projets sur la protonthérapie, une technologie qui pourrait bien révolutionner le traitement des cancers.

Team Proton Depuis janvier 2019, la Team Proton est sur tous les fronts. Grâce à leur expertise en calcul et simulation numériques, Nicolas Pauly, Cédric Hernalsteens et quatre chercheurs (Robin Tesse, Eustache Gnacadja, Marion Vanwelde et Eliott Ramoisiaux) du Service de Métrologie Nucléaire participent à plusieurs projets de recherche sur la protonthérapie.

« La protonthérapie consiste à diriger des protons sur les cellules cancéreuses du patient afin d’en endommager l’ADN et empêcher leur reproduction. C’est une technologie prometteuse, car plus précise que la radiothérapie classique, mais encore en plein développement », explique Cédric, maître d’enseignement et spécialiste de la physique des accélérateurs et applications médicales.

Pour atteindre toute la tumeur et éviter de toucher les cellules saines, l’énergie et la direction du faisceau de protons doivent en effet être réglées avec soin. « Ce processus prend du temps : en fonction de la profondeur des tissus à atteindre, il faut reconfigurer les aimants de la ‘gantry’, le tube qui guide les protons. Or, plus le traitement est court et ciblé, meilleur est le résultat pour le patient. »

CASPRO : relever le défi technologique de l’arc thérapie

C’est ce frein technique que tente de lever le projet CASPRO (co-financé par la Région wallonne avec Win2Wal en collaboration avec la société IBA - Ion Beam Applications) en concevant une gantry « achromatique », c’est-à-dire capable de transporter le faisceau de la même façon, quelle que soit l’énergie utilisée et l’angle d’incidence. « Et il y a un autre enjeu. Aujourd’hui, les installations prennent énormément de place. Nous visons donc à réaliser la gantry la plus compacte possible », ajoute Cédric. L’équipe veut ainsi faire progresser la technologie à l’aide de son expertise en calculs numériques. « Nous allons tester différents concepts pour trouver le design adapté à ces exigences. IBA, notre partenaire industriel sur le projet, se chargera ensuite de sa réalisation. »

ProtherWal : un centre de protonthérapie et de recherche interuniversitaire

Grâce à ses capacités de simulation intensive, la Team Proton s’est vue confier une autre mission dans le cadre du méga projet ProtherWal, qui vise à construire un centre de protonthérapie à Charleroi et finance les activités de recherche associées. « Lors du traitement, certaines particules peuvent s’échapper et interagir avec le béton de blindage, ce qui produit des éléments radioactifs et pose un problème lors du démantèlement des infrastructures, explique Nicolas Pauly, professeur et spécialiste en dosimétrie. Nous allons donc étudier comment réduire l’activation dans le béton et le vérifier expérimentalement. »

Un software de simulation

En parallèle, la Team Proton travaille en partenariat avec une équipe de Royal Holloway - University of London à l’élaboration d’un software de simulation capable de synthétiser le transport magnétique et les interactions des particules avec la matière. Intitulé BDSIM, le logiciel permet ainsi de simuler une installation complète de protonthérapie, mais a également d’autres applications, notamment au CERN avec le grand collisionneur de hadrons (LHC). De quoi mettre un beau coup d’accélérateur à cette technologie ambitieuse !

BDSIM