Interface de recherche sur la structure et les propriétés des matériaux polymères

Trouver le bon polymère grâce à l’intelligence artificielle

Professeur Jérôme Claverie, directeur du projet PYRIDINE
Professeur Jérôme Claverie, directeur du projet PYRIDINE
Photo : Michel Caron

Les polymères ont le don d’ubiquité : ils sont partout. Ils ont révolutionné la science et la technologie des matériaux grâce à leur facilité de transformation, leur légèreté et leur faible coût. Sans polymères, tout ordinateur personnel aurait la taille de la tour CN et les vêtements d'extérieur, adaptés aux conditions météorologiques canadiennes, seraient faits de fourrures de castor. Or, à ce jour, aucun outil n'existe pour sélectionner un polymère en fonction d'un ensemble donné de propriétés. Le projet PYRIDINE, dirigé par le professeur Jérôme Claverie ainsi que par sa codemanderesse, la professeure Nathalie Fauteux, vise à créer le premier outil de recherche sur les polymères avec des capacités prédictives afin de permettre aux utilisateurs de choisir les meilleurs polymères ainsi que d’en développer de nouveaux, notamment plus verts.

Le Fonds canadien de l’innovation (FCI) permet la concrétisation de ce projet grâce à sa subvention de plus de 2 600 000 $.

Des centaines de propriétés

Les polymères possèdent plusieurs propriétés, choisies en fonction de la nature de l’objet que l’on veut utiliser. Par exemple, il est impératif que des capsules pour médicaments soient biodégradables, mais pas un clavier d’ordinateur. Ces propriétés varient de la résistance à certaines températures à l’inflammabilité, de la dégradation du matériau à son l’impact carbone. Le projet PYRIDINE permettra de rechercher parmi des centaines de propriétés répondant aux besoins des entreprises. 

Répertorier, mais aussi prédire

Ce que nous voulons créer, c’est un peu un ''Google des polymères''. D’abord, nous allons créer une base de données à partir de données existantes, puis faire des analyses d’échantillons pour obtenir encore plus d’information.  Ces données fourniront des informations structurelles sur les polymères à un niveau de détail actuellement inégalé. Le côté le plus impressionnant de ce projet, toutefois, est que notre base de données sera codée via des algorithmes d'intelligence artificielle, ce qui nous permettra de pouvoir prédire les propriétés d'un polymère connaissant en sa structure chimique, et, inversement, de prédire la structure du polymère qui possède un ensemble de propriétés données. Donc, l’outil pourrait prédire une molécule qui n’a pas encore été créée, mais qui répondrait à des besoins précis indiqués lors de la recherche

Professeur Jérôme Claverie, chercheur principal du projet PYRIDINE

Un des plus grands défis de ce projet réside dans le « big data », car il sera nécessaire de trouver les corrélations entre la structure des polymères et leurs propriétés. Afin de nourrir cette base de données, l’équipe de recherche, composée de dix professeures et professeurs de l’Université de Sherbrooke de trois facultés et de six départements différents, recevra l’aide de multiples laboratoires d’universités canadiennes. À ce jour, plus d’une cinquantaine de partenaires universitaires canadiens ont accepté de contribuer à l’élaboration du projet.

L’avenir

En un premier lieu, l’interface PYRIDINE bénéficiera d’abord aux équipes de recherches partenaires, mais il est prévu par la suite de lui donner une vocation commerciale. Ainsi, les entreprises québécoises seront en mesure de sélectionner le « bon » polymère correspondant à leur cahier des charges, permettant une amélioration considérable et un gain de temps dans le design de leur produit. Le professeur Claverie prévoit que cet outil pourrait même devenir une importante source de revenus pour la région de l’Estrie.