Chimie et intelligence artificielle , livre ebook

200

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2024

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EDP Sciences

Date de parution

12 septembre 2024

Nombre de lectures

EAN13

9782759835485

Langue

Français

Poids de l'ouvrage

25 Mo

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.

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

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Publié par

EDP Sciences

Date de parution

12 septembre 2024

Nombre de lectures

EAN13

9782759835485

Langue

Français

Poids de l'ouvrage

25 Mo

.edpsciences.org

Carlo Adamo Sylvie BéginColin FrançoisXavier Coudert Guillaume Fayet Loïc Jierry Michel Lutz Mario Maglione Sébastien Preys Gian Marco Rignanese Julien Romestant Laurent Schio Cédric Villani

Coordonné par Danièle Olivier et Paul Rigny

Chimieet Intelligence Artificielle

Depuis 5 ans, on ne peut ouvrir un journal sans qu’il ne soit question d’Intelligence Chimieque l’IA c’était la capacité de traiter Artificielle. Qu’est-ce que c’est que cette et explosion ? On a fini par comprendre ensemble des quantités de données qui Intelligence Artificielle 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 IAle », 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.

Cet ouvrage, «Chimie et IA», vous emmène dans cette aventure.

ISBN : 978-2-7598-3547-8

www.edpsciences.org

Chimie etintelligence artiﬁcielle

Cet ouvrage est issu du colloque « Chimie et intelligence artiﬁcielle » qui s’est déroulé le 8 février 2023 à la Maison de la Chimie.

« COLLECTION CHIMIE ET ... » Collection dirigée par Philippe Gœbel Président de la Fondation internationale de la Maison de la Chimie

Chimieet intelligence artificielle

Carlo Adamo, Sylvie BéginColin, FrançoisXavier Coudert, Guillaume Fayet, Loïc Jierry, Michel Lutz, Mario Maglione, Sébastien Preys, Gian Marco Rignanese, Julien Romestant, Laurent Schio, Cédric Villani

Coordonné par Danièle Olivier et Paul Rigny

Conception de la maquette intérieure et de la couverture : Pascal Ferrari

Crédits couverture : Images : © sdecoret – © Monopoly919 – © gen_A – © panuwat – © Gorodenkoff – © Alex / Adobe Stock

Mise en pages et couverture : Patrick Leleux PAO (Caen) Conception graphique, visuel du colloque : CB Defretin

Imprimé en France

ISBN (papier) : 978-2-7598-3547-8 ISBN (ebook) : 978-2-7598-3548-5

Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous pro-cédés, réservés pour tous pays. La loi du 11 mars 1957 n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l’article 41, d’une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non des-tinées à une utilisation collective », et d’autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute représen-tation intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de er ses ayants droit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1 de l’article 40). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et sui-vants du code pénal.

Fondation de la Maison de la Chimie 28, rue Saint-Dominique 75007 Paris, France

Ont contribué à la rédaction de cet ouvrage :

Carlo Adamo Directeur de l’Institut de Chimie des sciences de la vie et de la santé de l’École nationale supérieure de Chimie ParisTech et du CNRS, Membre de l’Institut Universitaire de France

Sylvie BéginColin Professeur et ancienne directrice ECPMUniversité de Strasbourg (20142021), Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg, UMR 7504, CNRSUnistra

François Xavier Coudert Directeur de recherche CNRS, Professeur attaché ENS – Université PSL

Guillaume Fayet Docteur de l’Université Paris VI, Responsable d’études et de recherche à l’Ineris

Loïc Jierry Professeur à l’ECPM, Université de Strasbourg, Institut Charles Sadron, UPR CNRS 22

Michel Lutz Chief Data Ofﬁcer et Digital Factory Head of Data, Chercheurassocié au LIMOS (Laboratoire d’Informatique, de Modélisation et d’Optimisation des Systèmes), TotalEnergies

Mario Maglione Directeur de recherche CNRS ICMCB Bordeaux Copilote du PEPR DIADEM

Sébastien Preys Chef de Projets Data Science – ONDALYS

Gian Marco Rignanese Institute of Condensed Matter and Nanosciences (Université catholique de Louvain) School of materials sciences and engineering Northwestern polytechnical University Xian (Chine)

Julien Romestant Directeur de l’Intelligence économique de Cosmetic Valley

Laurent Schio Responsable France de la plateforme de recherche Integrated Drug Discovery chez Sanoﬁ

Cédric Villani Université Lyon I et Institut des Hautes Études Scientiﬁques

Équipe éditoriale : Danièle Olivier et Paul Rigny

Sommaire

Avant-propos,parPaul RIGNY............................. Préface,parDanièle OLIVIER...............................

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 parFrançoisXavier COUDERC..........................

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

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 parLoïc JIERRYSylvie BÉGIN-COLIN et .........

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

9 13

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 parMario MAGLIONE...........................................

e artiﬁcielle

Chimie et intelligenc

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

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

Partie 3 : Intelligence artiﬁcielle et industrie

Chapitre 8 :Intelligence artiﬁcielle et parfumerie cosmétique : nouvelles expériences client et réduction dutime to market parJulien ROMESTANT....................................... 149

Chapitre 9 :Transition énergétique et technologies numériques : comment la donnée est utilisée pour la stratégie multi-énergies de TotalEnergies parMichel LUTZ.................................................... 159

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

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

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