Depuis janvier 2025, l’Université PSL a lancé de grands programmes de recherche destinés à répondre aux grands défis scientifiques et sociétaux. Avec le Grand Programme de Recherche ChemAI, elle propulse la chimie dans l’ère numérique, en s’appuyant sur l’intelligence artificielle pour accélérer l’innovation et ouvrir de nouvelles voies à la discipline. Entretien avec Thijs Stuyver,  professeur junior à l’Université PSL et chercheur en chimie numérique à Chimie ParisTech – PSL : il est co-porteur du Grand programme ChemAI (Chemistry informed models: Artificial Intelligence for Chemistry).

Thijs, qu’est-ce que le grand programme ChemAI et pourquoi est-il important pour l’avenir de la chimie ?

« ChemAI part d’un constat simple : en chimie, une immense quantité de données est produite chaque jour dans les laboratoires, mais seule une petite partie est publiée – et encore, surtout les « succès ». Les résultats négatifs, pourtant riches d’enseignements, disparaissent souvent. De plus, les données ne sont pas enregistrées de façon homogène ou standardisée, ce qui limite fortement leur exploitation par l’intelligence artificielle.

Une première ambition de ChemAI est donc de transformer cette culture : mieux organiser, partager et valoriser toutes les données, afin de les rendre réellement utilisables par des modèles d’IA. Mais ce n’est que la moitié du projet. En parallèle, nous allons développer et adapter des outils d’intelligence artificielle spécifiquement pour la chimie, capables de prédire des propriétés, de proposer de nouvelles expériences ou encore d’optimiser des procédés complexes.

En combinant ces deux aspects – des données de qualité et des méthodes avancées d’IA – ChemAI vise à accélérer concrètement la découverte de nouvelles molécules, de matériaux innovants ou de réactions plus durables, et à placer PSL à la pointe de la révolution numérique en chimie. »

L’intelligence artificielle est déjà utilisée pour traiter de vastes ensembles de données dans de nombreux domaines. Quelles avancées spécifiques peut-elle permettre en chimie, que les méthodes traditionnelles n’auraient pas pu atteindre ?

« La chimie est, par essence, un domaine combinatoire : il existe d’innombrables façons de combiner les atomes et les molécules pour créer de nouvelles substances et matériaux. De même, chaque procédure expérimentale implique une multitude de paramètres possibles – température, solvants, catalyseurs, temps de réaction, conditions de synthèse – qui multiplient encore les possibilités. Cette profusion crée des espaces de recherche gigantesques, impossibles à explorer de manière systématique uniquement par l’intuition du chercheur.

C’est ici que l’intelligence artificielle change la donne. Elle nous permet de naviguer dans ces océans de possibilités de façon rationnelle et fondée sur les données. Concrètement, elle peut accélérer l’optimisation de réactions chimiques en identifiant rapidement les conditions les plus efficaces parmi des milliers de combinaisons. Elle peut aussi guider la conception de matériaux inédits, par exemple pour le photovoltaïque ou le stockage de l’énergie, en prédisant leurs propriétés avant même de les fabriquer. Enfin, elle offre de nouvelles clés pour analyser des phénomènes complexes, comme le comportement d’une cellule vivante ou la dynamique d’une réaction chimique en temps réel. En bref, l’IA ne remplace pas la créativité et la vision d’ensemble du chimiste, mais elle l’amplifie : elle peut proposer des solutions inédites tout en prenant en charge le travail minutieux d’exploration et d’optimisation, si fréquent en chimie. »

Retrouvez l’interview complète de Thijs Stuyver sur le site de l’Université PSL

En savoir plus sur le Grand Programme de Recherche ChemAI de l’Université PSL

En savoir plus sur les recherches de Thijs Stuyver