Chimie et intelligence artificielle

de Danièle Olivier (coordination éditoriale), Paul Rigny (coordination éditoriale)

Collection : Chimie et ...

septembre 2024

À paraître | le 12/09/2024

Présentation

Depuis 5 ans, on ne peut ouvrir un journal sans qu’il ne soit question d’Intelligence Artificielle. Qu’est-ce que c’est que cette explosion ? On a fini par comprendre que l’IA c’était la capacité de traiter ensemble des quantités de données qui dépassent l’imagination. Alors la chimie est tout de suite impliquée car on y trouve parmi les plus grandes banques de données, des milliards de molécules en combinant sans limites (qu’on pense aux polymères) la centaine d’atomes de notre Tableau de Mendeleïev. Bien plus que ce qu’on ne sera jamais capables de traiter sans machines ! La chimie c’est faire des composés en combinant des atomes, c’est comprendre les propriétés des produits qui en résultent puis les utiliser. Ou encore, autre approche, c’est devant un besoin, trouver la bonne combinaison d’atomes qui donne la molécule ou le solide qui y répond, parmi les milliards de combinaisons d’atomes, et en faire la synthèse.
On ne part pas de rien : depuis ses origines, la chimie a accumulé les relations entre assemblages d’atomes et propriétés des produits résultant, ceux qui peuplent notre vie quotidienne, les constructions, les machines, les ordinateurs, les médicaments, les plastiques, etc., tous les objets. Ses acquis sont les bases des fameuses banques de données gigantesques dans lesquelles on ne sait que progresser à la vitesse de l’escargot. Mais tout a changé : l’escargot se mue en bolide. Les données sont numérisées et on sait les mobiliser par les fameux « algorithmes ». L’intelligence artificielle est venue faire exploser les possibilités de nos chimistes.
Personne n’y échappe : cet ouvrage, « Chimie et IA », le montre à l’envi en faisant s’exprimer les mondes des matériaux, de l’énergie, du médicament, des cosmétiques, etc. Les méthodes utilisées sont trop jeunes pour être définitives. On montre comment la formation des spécialistes s’impose dans tous les domaines. Les perspectives sont immenses et la recherche, l’industrie, chimique en particulier, nous réserve évidemment quantité de surprises en perfectionnant la puissance des outils de l’IA.

Sommaire

Avant-propos, par Paul RIGNY............................. 9

Préface, par Danièle OLIVIER...............................13

Partie 1 : Intelligence artificielle : recherche et formation en chimie

Chapitre 1 : Introduction aux concepts de l’intelligence artificielle ; les méthodes d’IA comme nouveau langage par François-Xavier COUDERC .......................... 19

Chapitre 2 : L’intelligence artificielle comme moteur dans la recherche en chimie par Carlo ADAMO.................................................. 33

Chapitre 3 : Présentation de la Majeure Chimie & IA de l’ECPM. Description de l’apport de l’IA pour la préparation et la caractérisation de matériaux pour la santé par Sylvie BÉGIN-COLIN et Loïc JIERRY ......... 47

Chapitre 4 : L’expérience d’Ondalys dans la formation continue aux outils opérationnels de la chimiométrie et du machine learning par Sébastien PREYS ............................................ 65

Partie 2 : Intelligence artificielle dans la recherche en chimie, notamment dans la recherche de matériaux innovants

Chapitre 5 : Le projet DIADEM : accélérer la découverte de nouveaux matériaux grâce à l’intelligence artificielle par Mario MAGLIONE........................................... 91

Chapitre 6 : Informatique des matériaux : comment combiner la puissance des calculs ab initio à haut débit et l’intelligence artificielle? par Gian Marco RIGNANESE ............................... 109

Chapitre 7 : Intelligence artificielle et nouvelles approches méthodologiques pour la maîtrise des risques industriels par Guillaume FAYET ........................................... 125

Partie 3 : Intelligence artificielle et industrie

Chapitre 8 : Intelligence artificielle et parfumerie cosmétique : nouvelles expériences client et réduction du time to market par Julien ROMESTANT ....................................... 149

Chapitre 9 : Transition énergétique et technologies numériques : comment la donnée est utilisée pour la stratégie multi-énergies de Total Energies par Michel LUTZ.................................................... 159

Chapitre 10 : De la sérendipité à l’intelligence artificielle en recherche pharmaceutique par Laurent SCHIO................................................ 169

Chapitre 11 : Intelligence artificielle pour la science et l’industrie par Cédric VILLANI............................................... 185