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Le texte suivant a été traduit automatiquement de l'allemand et n'a pas été post-édité.
Qu'il s'agisse d'analyser des substances, de mener des expériences, de tester de nouveaux principes actifs ou des modèles théoriques : tout ce qui se passe dans un laboratoire de chimie génère des données. Sans ces mesures et ces observations, rien ne fonctionne : si elles ne sont pas consignées, même les meilleurs travaux ne mènent à rien. Ce qui vaut depuis les débuts de la chimie vaut d'autant plus aujourd'hui. « Les données et leur traitement constituent une base indispensable pour la recherche et le développement. Les nouvelles méthodes assistées par ordinateur, y compris l’intelligence artificielle, ouvrent de nouvelles voies pour obtenir des résultats de recherche à partir de grandes quantités de données et les rendre exploitables pour l’industrie et la société », explique Tanja Gulder, professeure de chimie organique à l’Université de la Sarre. Elle étudie et développe des procédés chimiques durables inspirés de la nature, notamment pour des principes actifs innovants et améliorés, en recourant à des méthodes informatiques numériques.
« La technologie transforme considérablement les secteurs de la chimie et de la pharmacie. Cela modifie également les exigences imposées aux spécialistes qui y travaillent. L’industrie recherche des chimistes qui possèdent des connaissances en matière de données, de leur traitement par l’ e automatique et de l’utilisation de l’IA », déclare Tanja Gulder. La formation en chimie doit rattraper son retard et intégrer les méthodes numériques dès le début de l’enseignement. « Jusqu’à présent, le programme d’études en chimie en Allemagne ne couvre pas suffisamment ce domaine. Même certains doctorants ont aujourd’hui des réticences à travailler avec des données. C’est pourquoi nous voulons intégrer des contenus numériques dans les études de chimie grâce à un nouveau concept pédagogique, dès le niveau licence et tout au long du cursus jusqu’au master », explique Mme Gulder.
Dans ce cadre, cette chimiste de l'Université de la Sarre collabore avec Andrea Volkamer, professeure spécialisée dans la conception de principes actifs fondée sur les données. Cette spécialiste en chimie computationnelle développe des méthodes informatiques, qui englobent à la fois des approches algorithmiques et des modèles d'IA, afin de prédire quels candidats-médicaments sont les plus prometteurs – et elle est également experte en méthodes d'enseignement numériques. « Les connaissances relatives à l’utilisation de l’intelligence artificielle doivent, de manière générale, être mieux intégrées dans les programmes d’enseignement », souligne Andrea Volkamer.
Pour leur projet, les deux chercheuses bénéficient désormais d’une subvention dans le cadre du programme de financement spécial du Fonds de l’industrie chimique (FCI) : la candidature de Sarrebruck s’est imposée face à 22 autres établissements d’enseignement supérieur et universités lors d’un concours national. De nombreuses institutions avaient déposé des demandes de financement. Le concept de projet de Sarrebruck bénéficie d’une subvention de 80 000 euros sur trois ans. Au total, le Fonds investit 1,6 million d’euros dans la science des données dans les études de chimie afin d’ancrer des concepts pédagogiques innovants sur l’IA, le big data et l’automatisation des laboratoires dans l’enseignement supérieur.
Au cours des trois prochaines années, Gulder et Volkamer développeront un concept pédagogique avec leurs équipes. « Ce concept doit avoir un caractère exemplaire durable », explique Andrea Volkamer. Ses modules seront d’abord développés au sein du département de chimie organique de l’Université de la Sarre, mais ils devront pouvoir être utilisés au-delà des limites de cette discipline, de manière générale dans les sciences de la vie, par exemple en pharmacie ou en biotechnologie, et au-delà du campus de Sarrebruck, dans d’autres universités.
Dans le cadre du stage pratique de base du bachelor, ce nouveau concept vise à initier les étudiants à la manipulation et à la gestion des données, c'est-à-dire à leur apprendre comment générer des données en tant que base de l'apprentissage automatique ( ) et comment les archiver de manière pertinente et accessible à des tiers. « Nous souhaitons également transmettre aux étudiants les principes « FAIR » de la gestion des données de recherche », explique Tanja Gulder. FAIR est l’acronyme des termes anglais « findable » (facilement repérable), « accessible » (accessible), « interoperable » (interopérable) et « reusable » (réutilisable). « Le stage avancé aura notamment pour objectif d’initier les étudiants à l’utilisation de bases de données telles que les cahiers de laboratoire électroniques et de leur transmettre une compréhension de base de l’IA, de l’apprentissage automatique et des langages de programmation. L’objectif est de leur donner les outils nécessaires pour analyser de grandes quantités de données, identifier des modèles et des corrélations complexes, optimiser les voies de synthèse ou prédire les résultats des réactions », explique la chimiste.
Mme Gulder, qui participe notamment à deux grands centres de recherche coordonnées ainsi qu'à deux écoles doctorales de la Communauté allemande de recherche (DFG), travaille en collaboration avec des collègues de l'université de Leipzig à la mise en place d'un autre grand projet de recherche dans le domaine de la chimie numérique : il s'agira ici de faire progresser la recherche chimique en vue du développement de principes actifs à l'aide de méthodes informatiques modernes, y compris l'intelligence artificielle. « Grâce à ce nouveau concept pédagogique, nous formons en même temps les jeunes chimistes qui sont appelés à participer à ce projet de recherche », explique Gulder pour présenter ses objectifs à long terme.
Le Fonds de l’industrie chimique a été fondé en 1950 et constitue l’organisme de financement de l’Association de l’industrie chimique. La Faculté de sciences et techniques et le département de chimie de l’Université de la Sarre apportent 20 % supplémentaires du montant de la subvention à titre d’investissement dans la qualité de l’enseignement.
Pour toute question :
Prof. Dr Tanja Gulder : E-mail : tanja.gulder@uni-saarland.de
Prof. Dr Andrea Volkamer : E-mail : volkamer@cs.uni-saarland.de
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https://www.uni-saarland.de/aktuell/ki-im-chemie-studium-47017.html
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