Le Prix de Thèse SFSM 2026 récompense Carla Orlandi pour ses travaux sur le “Développement de méthodologies inspirées de la métabolomique pour l’attribution chimique d’un pesticide organophosphoré (chlorpyrifos) issu de plusieurs sources de synthèse”. Ces travaux ont été menés à Toulouse au sein du laboratoire INRAE Toxalim, adossés à l’Université de Toulouse, sous la direction d’Émilien Jamin et de Laurent Debrauwer, avec un financement de l’Agence de l’Innovation de Défense et de la Direction Générale de l’Armement.
Pour le Prix de Thèse SFSM 2026, nous tenons tout d’abord à remercier chaleureusement tous les candidats qui ont soumis leur dossier de candidature.
Cette année, le Prix de Thèse SFSM 2026 récompense Carla Orlandi pour ses travaux menés entre 2023 et 2025. Sa thèse, intitulée “Développement de méthodologies inspirées de la métabolomique pour l’attribution chimique d’un pesticide organophosphoré (chlorpyrifos) issu de plusieurs sources de synthèse”, a été réalisée au sein du laboratoire INRAE Toxalim, adossée à l’Université de Toulouse, sous la direction d’Émilien Jamin et de Laurent Debrauwer, avec un financement de l’Agence de l’Innovation de Défense et de la Direction Générale de l’Armement.
Ses travaux ont porté sur une question à la fois stratégique et fondamentale : comment déterminer l’origine et la voie de synthèse d’un composé chimique toxique à partir de sa signature chimique ? Pour y répondre, elle a choisi comme modèle le chlorpyrifos, un pesticide organophosphoré dont les propriétés physico-chimiques sont proches de celles de certains agents neurotoxiques de guerre. Elle a développé des approches en spectrométrie de masse inspirées des stratégies de métabolomique non ciblée, combinant notamment LC-HRMS, mobilité ionique, analyses chimiométriques et spectres de fragmentation.
Cette approche a permis de mettre en évidence, à l’état de traces, des impuretés caractéristiques de voies de synthèse spécifiques. En étudiant sept voies de synthèse distinctes, Carla a ainsi identifié plus d’une centaine de marqueurs discriminants. Elle a ensuite validé son modèle sur des lots synthétisés indépendamment, au moyen d’analyses réalisées à l’aveugle, démontrant notamment sa capacité à identifier une combinaison de synthèse nouvelle non étudiée au préalable.
Elle a également démontré la robustesse de son approche dans des matrices environnementales complexes et réalistes, telles que le sol, le sable et l’eau de rivière. En parallèle, elle a développé une méthode de screening par MALDI-HRMS permettant une analyse près de dix fois plus rapide que par LC-HRMS conventionnelle.
Au-delà de ses applications dans le domaine de la défense, cette démarche de sourcing ouvre des perspectives dans de nombreux domaines, de la lutte contre les fraudes alimentaires à l’authentification des œuvres d’art, en passant par l’identification de nouvelles substances psychoactives.
La qualité et la richesse de ces travaux se reflètent déjà dans leur rayonnement scientifique donnant lieu à quatre publications acceptées en tant que première auteure, dans des revues internationales reconnues telles que Talanta, Mass Spectrometry Reviews, Journal of the American Society for Mass Spectrometry (dans le cadre du numéro spécial « Security and Forensic Applications of Mass Spectrometry ») et Rapid Communications in Mass Spectrometry (dans le numéro spécial « J-F Muller »). Carla a également présenté l’ensemble de ses travaux à travers sept communications orales lors de conférences internationales, notamment à l’ASMS, ainsi que dix communications par affiche.
Très investie dans la vie de la communauté scientifique, Carla est aujourd’hui vice-présidente du Club Jeunes de la SFSM. Son engagement a également été récompensé à deux reprises par le prix de la meilleure présentation orale. En 2025, elle a par ailleurs organisé les 29èmes Rencontres du Club Jeunes à Moissac, événement qui a bénéficié d’une belle visibilité auprès du grand public, notamment à travers des articles parus dans La Dépêche et L’Actualité Chimique.
Parallèlement à ses activités de recherche, Carla s’est fortement investie dans l’enseignement assurant 128 heures d’enseignement à l’IUT de Castres où elle a notamment encadré des travaux pratiques et des projets tuteurés.
Depuis la soutenance de sa thèse, Carla a rejoint les Laboratoires Pierre Fabre en tant que chercheuse en développement analytique multi-omique. Elle y poursuit son parcours à l’interface entre recherche et innovation, avec la même volonté de construire des collaborations entre recherche académique et applications industrielles.
Elle a eu l’honneur de présenter ses travaux lors de l’IMSC 2026 à Lyon, à l’occasion de laquelle lui a été remis le Prix de Thèse de la SFSM, venant ainsi distinguer ses travaux.
Résumé des travaux:
Lors d’événements impliquant un agent chimique toxique, il est crucial d’identifier l’historique de cet agent. Cependant, la faible concentration, le vieillissement des échantillons et la complexité des matrices rendent cette tâche difficile. Le profilage basé sur les signatures chimiques a pour but la détermination d’informations permettant d’aider à relier un agent chimique à son origine. L’analyse des impuretés peut renseigner sur la synthèse, le lot de production ou bien de façon plus générale sur l’origine et l’historique de l’agent. Lors de ce travail, une preuve de concept impliquant des méthodes analytiques et de chimiométrie issues de la métabolomique par spectrométrie de masse a été développée et testée pour la caractérisation et l’inférence des sources d’un composé organophosphoré (le chlorpyrifos) produit selon plusieurs voies de synthèse. La méthode a été développée sur des échantillons connus puis validée deux ans plus tard sur des échantillons inconnus analysés à l’aveugle. Enfin, la robustesse de la méthode a été testée en analysant des matrices environnementales (eaux, sols) contaminées à différentes concentrations, avec des modèles statistiques pour prédire les voies de synthèse. La combinaison d’analyses multidimensionnelles (LC-HRMS, MS/MS, mobilité ionique) et de chimiométrie a montré son efficacité pour relever les défis analytiques posés.