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Une bourse ERC pour développer une plateforme de modélisation chimique

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Publié le jeudi 07 janvier 2021

Alexandre Tkatchenko, professeur de physique chimique théorique à l’Université du Luxembourg, a reçu une bourse « Proof-of-Concept » du Conseil européen de la recherche (ERC) pour développer une nouvelle plateforme de découverte en chimie.

La bourse soutient le développement et la préparation à la commercialisation de la « Chemical Space Machine » ; une plateforme de modélisation chimique qui combine la mécanique quantique moléculaire et l’intelligence artificielle (IA).

Quelle molécule prendrez-vous ?

La conception numérique ainsi que la découverte de molécules et de matériaux reposent sur l’optimisation de propriétés moléculaires dans des vastes espaces chimiques. L’approche actuelle consiste en général de démarrer par des bibliothèques de composants commerciales, provenant de différents fournisseurs et limitées en termes de diversité chimique. De nos jours, la découverte et la conception de produits avec des propriétés sur mesure, telles que des nouveaux médicaments, antiviraux, antibiotiques, catalyseurs ou matériaux pour batteries, requiert un changement de paradigme fondamental de la recherche dans des zones inexplorées du vaste espace chimique.

Pour favoriser ce changement, le Prof. Tkatchenko et son équipe de recherche inversent la pyramide de sélection de la conception chimique. En commençant par des paramètres prédéfinis, de nouvelles entités chimiques sont conçues par des calculs quantiques moléculaires fiables et des algorithmes basés sur l’IA. Pour y parvenir, les progrès réalisés par l’équipe de recherche au cours des dix dernières années seront intégrés à une plateforme commerciale : la « Chemical Space Machine ». Au cours des 18 prochains mois, l’équipe de recherche finalisera le développement d’une version d’essai de la « Chemical Space Machine » et mettra en place sa stratégie de commercialisation.

« Les recherches récentes dans notre domaine permettent de découvrir rapidement de nouvelles molécules dans de vastes espaces chimiques. Nous sommes désormais prêts à mettre cette technologie à profit pour répondre aux besoins de conception moléculaire dans les industries chimique et pharmaceutique. Nous travaillerons en collaboration avec nos partenaires industriels pour mettre en œuvre la ‘révolution de la découverte chimique’ », déclare le Prof. Alexandre Tkatchenko.

« La bourse Proof-of-Concept de l'ERC pour le développement d’une plateforme de découverte chimique illustre la qualité du travail de recherche de l’Université dans des domaines stratégiques tels que la chimie et l’intelligence artificielle. Félicitations à Alexandre Tkatchenko pour cette réussite », déclare le Prof. Stéphane Pallage, recteur de l’Université.

« Cette bourse est un excellent exemple de la façon dont la recherche fondamentale peut conduire à des applications hautement innovantes avec un potentiel de transformer des domaines industriels », déclare le Prof. Jean-Marc Schlenker, doyen de la Faculté des Sciences, des Technologies et de Médecine.

Le fruit d’années de recherche

Les bourses Proof-of-Concept (POC) sont accordées à des projets de recherche visionnaires ayant le potentiel d’être commercialisés. Leur apport aide les scientifiques à finaliser et à commercialiser le produit. La bourse POC est octroyée uniquement aux chercheurs ayant obtenu une bourse ERC apparentée, comme le Prof. Tkatchenko en 2017 (ERC Consolidator Grant « BeStMo ») pour étudier la dynamique moléculaire complexe.

En modélisant les fluctuations quantiques dans des structures moléculaires complexes, le Prof. Tkatchenko et son équipe au Département de Physique et Sciences des Matériaux ont développé un ensemble de méthodes basées sur l’apprentissage automatique et la physique pour modéliser des matériaux composés de milliers d’atomes. Grâce à ces méthodes, des chercheurs et utilisateurs industriels peuvent calculer et prédire le comportement de larges structures moléculaires avec une précision et une efficacité sans précédent.

Les méthodes développées par le Prof. Tkatchenko et son équipe sont déjà utilisées par des milliers de chercheurs et d’entreprises dans le monde entier pour améliorer la compréhension des propriétés et des interactions dans les molécules et les matériaux.

Les informations complètes sur les bourses Proof-of-Concept se trouvent sur le site de l'ERC.