Vers une conception innovante de molécules pour l’optoélectronique

Associant chimistes de Moltech et informaticiens du Leria, le programme de recherche Cesiom ambitionne de mettre au point une stratégie, à l’aide de l’intelligence artificielle, pour modéliser et créer de nouvelles molécules organiques qui réagissent à la lumière proche infrarouge. Ces travaux figurent parmi les lauréats de l’appel à projets 2025 de l’Agence nationale de la recherche.

Benoit Da Mota (Leria) et Thomas Cauchy (Moltech) collaborent sur ce projet.Au sein du laboratoire de chimie Moltech-Anjou, sous l’impulsion de Maxime Rémond, chargé de recherche CNRS, une équipe travaille sur des OLED (diodes électroluminescentes organiques) capables d’émettre de la lumière sous le proche infrarouge, la partie du spectre électromagnétique qui vient juste après le visible. « Le proche infrarouge passe sous la peau. Et l’on pourrait donc imaginer contrôler des traitements thérapeutiques par ce moyen, explique Thomas Cauchy, maître de conférences en chimie, spécialiste de la modélisation. Le problème, c’est que ces molécules sont aujourd’hui très peu nombreuses et souvent instables », ce qui est un casse-tête pour en créer de nouvelles. Même l’Intelligence artificielle s’y perd. « Il y a tellement peu d’exemples que les modèles classiques d’apprentissage ont du mal à généraliser à de nouvelles molécules, constate Benoit Da Mota, maître de conférences en informatique. C’est pour cela que nous voulons utiliser de nouvelles méthodes hybrides d’IA, en combinant des techniques d’optimisation combinatoire, l’étude des paysages de fitness et l’utilisation de modèles de substitution ». 

Générateur de molécules

L’un des objectifs du programme Cesiom (Computational-Experimental Synergy for Innovative Optoelectronic Molecule design) sera le développement d’un générateur de molécules, à partir d’algorithmes évolutionnaires. « On part d’une molécule, et le générateur va appliquer une petite modification. On vérifie qu’elle est chimiquement plausible, on calcule son score d’intérêt, avant une nouvelle mutation, et ainsi de suite jusqu’à trouver une combinaison intéressante ».

Le programme devra tout d'abord qualifier ce qu’est « une bonne molécule », prometteuse. Thomas Cauchy travaillera sur ce thème en collaboration avec l’Institut des sciences chimiques de Rennes. Une thèse est également prévue.

La partie informatique fera également l’objet d’une thèse de doctorat, qu’a entamée Chaïmaâ Touhami le 1^er octobre 2025, date officielle du lancement de Cesiom.

Le troisième volet du projet mettra à l’épreuve la théorie : des molécules d’intérêt que le générateur aura fait ressortir « seront synthétisées pour vérifier qu’elles correspondent bien aux caractéristiques visées, résume Thomas Cauchy. Et cela ne va pas toujours être simple, avec de vrais challenges à relever pour leur synthèse ». Cette partie expérimentale sera réalisée à l’intérieur des laboratoires de Moltech, à la Faculté des sciences d’Angers, avec l’appui d’un ingénieur.

L’ensemble de ces travaux a reçu le soutien de l’Agence nationale de la recherche (ANR), qui a accordé à Cesiom une enveloppe de 553 000 € sur 48 mois.