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RÉSUMÉ
Les méthodes de modélisation moléculaire continuent d'évoluer fortement, de même que leurs implémentations logicielles. Par ailleurs, le rythme d'amélioration des architectures, de la capacité mémoire, de la puissance graphique et du débit d'opérations arithmétiques élémentaires des machines reste tel que tout investissement est frappé d'obsolescence en moins de trois ans. L'accent est donc mis sur l'indispensable ouverture que doit cultiver tout praticien, tant aux nouvelles méthodes, qu'à l'évolution de son environnement et de ses moyens informatiques.
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Hervé TOULHOAT : Ingénieur ENSCP (École nationale supérieure de chimie de Paris) - Docteur ingénieur de l'ENSMP (École nationale supérieure des mines de Paris) - Habilité à diriger des recherches (université Pierre-et-Marie-Curie, Paris VI) - Professeur à l'Institut français du pétrole - Adjoint au directeur scientifique
INTRODUCTION
Le présent dossier complète la série consacrée à la modélisation moléculaire, qui en présente successivement les bases théoriques [J 1 011], [J 1 012] et [J 1 013] et la mise en œuvre, illustrée par quelques exemples d'application [J 1 014]. Il s'agit maintenant de dresser un catalogue commenté des logiciels utilisés dans le domaine et de proposer quelques critères généraux pour l'équipement d'un laboratoire.
L'inventaire présenté ci-après ne prétend pas à rendre compte de l'intégralité de l'offre commerciale ou académique actuelle. L'auteur a fait le choix de se restreindre aux outils dont il a une expérience personnelle plus ou moins approfondie. Toutefois, ces outils sont également les plus largement utilisés par les praticiens de la modélisation moléculaire.
La conclusion tient lieu de conclusion générale pour la série : les méthodes de modélisation moléculaire continuent d'évoluer fortement, de même que leurs implémentations logicielles. Par ailleurs, le rythme d'amélioration des architectures, de la capacité mémoire, de la puissance graphique et du débit d'opérations arithmétiques élémentaires des machines reste tel que tout investissement est frappé d'obsolescence en moins de trois ans. L'accent est donc mis sur l'indispensable ouverture que doit cultiver tout praticien, tant aux nouvelles méthodes, qu'à l'évolution de son environnement et de ses moyens informatiques.
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1. Du code académique au logiciel commercial
Par « académique », on entend issu de la recherche publique : ces codes sont les créations d'équipes universitaires ou relevant d'un organisme ou laboratoire national. Au cœur de chaque projet se trouve une équipe souvent très réduite, voire un seul individu clé (de grand talent) si tant est que ce dernier bénéficie d'un poste de chercheur ou enseignant-chercheur permanent : les contributions accumulées des doctorants et postdoctorants, chacune sur trois années en moyenne, dont cet individu saura s'entourer, amplifieront évidemment l'envergure du code et réduiront son temps d'émergence. Le point capital est que le projet puisse se développer dans la durée : les codes académiques de référence intègrent généralement le travail de dizaines d'années-chercheurs. Le code devient alors une sorte d'accumulateur permanent des progrès scientifiques dus non seulement à l'équipe qui le développe, mais aussi à sa « concurrence ». Un code qui n'est pas « maintenu » en permanence, non seulement au sens de l'expurgation progressive des inévitables erreurs de programmation (bugs) mais encore au sens de l'actualisation des algorithmes, de l'ajout d'options et méthodes nouvelles, est très rapidement abandonné par la communauté à laquelle il était destiné. Le maintien dans la durée garantit en outre le nombre et la qualité des validations, au travers de problèmes « tests », mais aussi d'un large spectre de cas d'application. La stratégie payante à cet égard est la collaboration, par laquelle en échange de l'accès au code, à sa maintenance, à l'expertise sous-jacente, des équipes partenaires multiplient les études d'applications, dont les résultats feront l'objet de publications communes avec les développeurs. Ces derniers y trouvent le véritable retour de leur investissement dans un contexte marqué par la contrainte bien connue « publish or perish ». En effet, si les grandes avancées méthodologiques sont en elles-mêmes publiables, et publiées dans des revues très prestigieuses, elles restent peu fréquentes, et surtout, il est rare que les mêmes personnalités excellent à la fois sur le front théorique et sur celui de la mise en œuvre informatique. La performance d'un code repose en effet, ici comme ailleurs, sur la qualité des mathématiques appliquées invoquées, sur l'élégance des algorithmes et leur adéquation à la configuration...
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