Esma Ismailova, la chercheuse du campus de Gardanne qui fait parler la sueur

Un carré de tissu d'environ un centimètre sur un centimètre, plié comme un origami, capable de capter la sueur et d'en mesurer le potassium en temps réel : c'est ce qu'a mis au point une équipe associant impression 3D, microfluidique textile et capteurs organiques, selon un article publié le 8 mai 2025 dans la revue npj Flexible Electronics, publiée par Nature Portfolio (Springer Nature). Parmi les cinq signataires, deux l'ont signé depuis le campus Georges Charpak de Gardanne : la première autrice, Marina Galliani, et Esma Ismailova, arrivée sur place en 2010.

De l'Ouzbékistan à Gardanne, par Strasbourg et Cornell

Esma Ismailova a suivi un parcours de physicienne puis de chimiste avant de devenir spécialiste de l'électronique organique. Elle obtient une licence de physique à l'Université nationale d'Ouzbékistan, puis part en France : à l'Université de Strasbourg, elle décroche un master en science des polymères et un doctorat en chimie et physico-chimie, consacré à la synthèse et à la caractérisation de polymères destinés à la microélectronique. Elle part ensuite aux États-Unis, comme post-doctorante au Laboratory for Organic Electronics de l'université Cornell, dans l'État de New York, où elle travaille sur l'interface entre biologie et électronique.

En 2010, elle rejoint le département Bioélectronique (BEL) du Centre microélectronique de Provence, sur le campus Georges Charpak de Gardanne, comme post-doctorante, pour développer des plateformes de microfabrication destinées à des implants neuronaux souples et biocompatibles. Elle y devient titulaire en 2012. Aujourd'hui maître de conférences habilitée à diriger des recherches (HDR), elle travaille toujours au sein de ce département dirigé par David Moreau, qui compte quatre permanents et une quinzaine de chercheurs non permanents, post-doctorants, doctorants et ingénieurs, autour de la rencontre entre microélectronique et biologie.

Un vêtement qui lit la sueur

Depuis une dizaine d'années, Esma Ismailova explore le vêtement comme support de mesure physiologique. Le principe qu'elle défend : plutôt que de prélever du sang selon des protocoles hospitaliers contraignants, s'appuyer sur un fluide accessible en continu et sans geste médical. « La sudation est un phénomène naturel », rappelle-t-elle en septembre 2025 dans I'MTech, le média scientifique de l'Institut Mines-Télécom, dont Mines Saint-Étienne est une école. Mais la sueur est produite en faible quantité et s'évapore vite ; les patchs adhésifs existants se décollent avec l'humidité et irritent la peau. « Il y a donc un vrai obstacle technique à contourner pour récupérer la sudation de manière ergonomique, portable, et précise », insiste-t-elle.

Sa réponse s'appuie sur les propriétés du textile lui-même. « Tout le monde porte des vêtements ! », souligne-t-elle. « Le textile est fait pour absorber l'humidité cutanée et l'évacuer de notre corps. » Avec son équipe, elle détourne cette propriété : au lieu de laisser l'humidité se dissiper dans l'air, des canaux microscopiques, imprimés en 3D par stéréolithographie dans les fibres, la guident vers un capteur. Trois modules, chacun avec sa fonction, collecte, stockage, détection, sont d'abord imprimés à plat puis repliés grâce à des repères d'alignement. « Les modules sont d'abord imprimés à plat, puis repliés grâce à des repères d'alignement, pour obtenir une structure finale d'environ 1 cm × 1 cm », détaille la chercheuse. La sueur est captée par un collecteur en forme d'étoile, stockée dans un réservoir en serpentin d'une capacité de 100 microlitres, avant d'atteindre le capteur : un transistor électrochimique organique imprimé, technologie sur laquelle le département Bioélectronique de Gardanne a construit une expertise reconnue. « Le savoir-faire du département Bioélectronique à Gardanne en matière d'OECT est un gros plus pour le projet », note-t-elle.

Point notable : aucune pompe. La différence d'absorption entre les textiles superposés crée elle-même le mouvement du liquide. « Grâce à ce gradient capillaire, les gouttes de sueur sont entraînées au travers des couches : on appelle cela un système microfluidique auto-pompé », explique Esma Ismailova. Pour cette preuve de concept, testée avec de la sueur artificielle en attendant les étapes réglementaires précliniques et cliniques, le capteur mesure le potassium, un ion clé de l'équilibre électrolytique du corps. Ce travail prolonge celui mené dans le cadre du projet européen BORGES, consacré aux capteurs organiques peu invasifs pour l'analyse de biofluides ; Esma Ismailova pilote par ailleurs, à Gardanne, le projet PIAVE AUTONOTEX, soutenu par Bpifrance, qui vise des textiles communicants et autonomes en énergie pour le suivi de santé en milieu hospitalier et dans des environnements à risque.

Ce que ça change, sous conditions

Les usages qu'elle esquisse restent, pour l'instant, des perspectives plutôt que des produits : suivi de l'hydratation chez des sportifs de haut niveau, surveillance discrète en milieu professionnel, observation à domicile de personnes fragiles. Le dispositif a aussi suscité une demande industrielle pour l'adapter à des masques connectés destinés au suivi de maladies respiratoires. Mais le chemin est encore long avant tout usage médical : la preuve de concept a été menée sur de la sueur artificielle, et les essais précliniques puis cliniques sur l'humain restent à conduire. « Nous sommes les premiers, qui plus est en Europe, à proposer une solution globale, intelligente, précise, et durable », estime la chercheuse, qui imagine à terme des vêtements « intégrant directement par confection une plateforme diagnostique, sur lesquels il n'y aura plus qu'à connecter des capteurs ».

Esma Ismailova continue de publier depuis Gardanne : avec deux collègues du département, Matías Ceballos et Wei-Ting Ting, et une chercheuse de l'Université Côte d'Azur, elle signe en 2026, dans la revue Advanced Electronic Materials, un article sur des électrodes en PEDOT:PSS recyclé. Pour ce centre installé dans la vallée de l'Arc, entre les collines de l'Étoile et Aix-en-Provence, ce genre de travail, mené sur le textile transpirant avec des laboratoires suédois et catalans, rappelle qu'une part de la recherche sur les capteurs de demain se joue aussi depuis Gardanne, et pas seulement depuis Paris ou l'étranger.