Un logiciel libre pour valider des modèles complexes

29 août 2016

Résultats scientifiques Instruments et analyse

Vérifier qu’un modèle permet de reproduire quantitativement des données expérimentales est la seule manière de le valider. Dans les cas les plus simples, de nombreux logiciels effectuent cette vérification. Mais cette tâche est beaucoup plus ardue pour des modèles complexes. Un chimiste du Laboratoire de bioénergétique et ingénierie des protéines (CNRS/AMU) a trouvé la parade. Il a développé un logiciel libre d’analyse de données très flexible et adapté à des modélisations difficiles dans toutes les disciplines scientifiques. Ce logiciel est décrit dans la revue Analytical Chemistry.

Dans la plupart des disciplines, le modèle qui valide l’expérience scientifique comporte des paramètres. Pour les déterminer, les chercheurs utilisent une procédure d’ajustement (un «fit»), qui consiste, à partir d’un jeu de paramètres initial, à affiner ces paramètres jusqu’à trouver ceux pour lesquels les données calculées sont le plus près possible des données expérimentales. Ces programmes deviennent très difficiles à utiliser dans des cas complexes faisant intervenir de nombreux paramètres et jeux de données. En effet, les résultats de l’ajustement vont dépendre des paramètres initiaux choisis par le chercheur et risquent donc de mener à un résultat erroné.

Pour s’affranchir de cela et répondre aux besoins en modélisation de métalloenzymes de son équipe, un chimiste du Laboratoire de bioénergétique et ingénierie des protéines a développé un logiciel d’analyse de données nommé QSoas (http://qsoas.org). En plus des fonctions classiques (filtrage, soustraction de ligne de base, détection de pics, etc.), ce logiciel permet de réaliser rapidement des fits de modèles complexes nécessitant un grand nombre de paramètres. Il a d’ores et déjà permis un des avancées dans la compréhension de la chimie de certaines métalloenzymes(*) mais sa portée est beaucoup plus générale. Il peut par exemple être utilisé pour analyser différents types de signaux, comme des données électrochimiques, cinétiques ou spectroscopiques. Ce logiciel est publié sous une licence libre, ce qui signifie que tout le monde peut télécharger le code source, le compiler, le modifier et le redistribuer. Par ailleurs, des versions précompilées sont commercialisées en collaboration avec la SATT Sud-Est. Valider des modèles complexes va devenir un "jeu d’enfant" pour toutes les communautés scientifiques!

(*) Exemple de résultats obtenus sur des enzymes qui catalysent la production ou la consommation de H₂
http://www.cnrs.fr/inc/communication/direct_labos/fourmond.htm