Conception et modélisation de nouvelles molécules hautement énergétiques en fonction des contraintes réglementaires et environnementales

Design and modelling of High Energetic Materials (HEM) in accordance with environmentals and regulatories contraints

• Auteur / Autrice : Charlotte Alliod
• Direction : Raphaël Terreux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Toxicologie et chémiométrie
• Date : Soutenance le 08/03/2018
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé (Villeurbanne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Biologie tissulaire et d'ingénierie thérapeutique (Lyon ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Guy Jacob
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Raphaël Terreux, Nadia Patino
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Edwige Nicolle, Anne-Claude Camproux, Pierre Charrue

Mots clés

Mots clés contrôlés

Toxicologie

Algorithmes

Explosifs militaires

Apprentissage supervisé (intelligence artificielle)

Mots clés libres

Prédiction

Similarité

HEM

REACh

Toxicité

Machine learning

Algorithme

Prediction

Similarity

HEM

REACh

Toxicity

Machine learning

Algorithm

Résumé

Depuis deux décennies, la recherche militaire se focalise sur l'amélioration des critères de performances des explosifs, tout en prenant en compte leurs impacts environnementaux et toxicologiques. Ces enjeux sont encadrés par une réglementation stricte : REACh (Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals) permettant d'assurer un haut niveau de protection sanitaire et environnementale. De nos jours, développer des explosifs ou molécules hautement énergétiques (High Energy Materials (HEM)) ayant un effet réduit sur l'homme et l'environnement est un sujet de préoccupation majeur. Ainsi, en collaboration avec Airbus Safran Lauchers (ASL), un programme de recherche a été mis en place, afin d'obtenir des outils optimisés pour la prédiction de la toxicité des HEMs et concevoir de nouvelles molécules HEMS non toxiques et réglementaires.Différentes méthodes in silico ont été utilisées dont des Relations Structure Activité Quantitatives (ou Quantitative Structure-Activity Relationship (QSAR)) et le Machine Learning. La recherche de similarité structurale parmi les molécules est un outil novateur sur lequel nous avons basé nos prédictions in silico. Cette similarité est obtenue grâce à un algorithme intelligent développé au sein du Pôle Rhône Alpin de Bio-Informatique de Lyon et qui a donné lieu à un brevet. Cet algorithme nous permet d'obtenir des prédictions plus précises basées sur des données expérimentales issues de directives européennes

For the last two decades, the military research has focused on the improvement of explosive performances, while taking into account their environmental and toxicological impacts. These issues are governed by strict regulations: REACh (Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals) to ensure a high level of health and environmental protection.Today, it's a major consideration to develop High Energetic Materials (HEM) or molecules who's hazard on human health and environment are reduced. Thus, in collaboration with Airbus Safran Lauchers (ASL), a research program was set up to obtain optimized tools for predicting the potential toxicity of HEM and to design new non-toxic and regulatory molecules.Different in silico methods have been used, including Quantitative Structure Activity Activity Relationships (QSARs) and Machine Learning.The search for structural similarity among molecules is an innovative tool on which we based our predictions in silico. This similarity is obtained thanks to an intelligent algorithm developed within the Pole Rhone Alpin de Bio-Informatique of Lyon which gave rise to a patent. This algorithm allows us to obtain more accurate predictions based on experimental data from European directives