Modélisation et simulation du vivant

Contexte - Etudier / Expérimenter/ Comprendre

Dans de nombreuse domaines, modélisation et simulation informatiques s’avèrent être des outils efficaces et de plus en plus répandus, pour visualiser et étudier des phénomènes physiques en vue d’appuyer des prises de décision. Par exemple, des simulations sont utilisées pour étudier la manière dont une foule va évacuer un bâtiment, pour estimer la production d’une entreprise, pour évaluer l’impact d’un phénomène tel que l’éruption du volcan Eyjafjöll sur le trafic aérien ou, tout dernièrement, pour prévoir l’évolution du nuage radioactif issu de la centrale de Fukushima.

Dans le domaine de la santé, modélisation et simulation sont des outils prédictifs qui aident les acteurs du domaine à comprendre des phénomènes biologiques (tels que des réactions biochimiques, la migration cellulaire...), imaginer de nouvelles expériences (en utilisant un outil de simulation comme un « terrain de jeu ») ou bien encore s’abstraire d’expériences réelles (pour des questions d’éthique ou de coût) pour les réaliser « in silico ». Le spectre des phénomènes modélisés peut-être très étendu et être en lien avec différents niveaux : intracellulaire (voies métaboliques, par exemple), cellulaire (différenciation), pluri- ou multicellulaire (ontogenèse), organe, voire corps humain dans sa totalité ou population (maladies émergentes). Certains de ces points étant d’ailleurs repris dans l’un des défis du FP7 (Virtual Physiological Human).

La modélisation et la simulation du vivant sont une problématique profondément ancrée dans les compétences de l'IRIT depuis le niveau cellulaire, par des méthodes de biologie computationnelle et de vie artificielle, jusqu'au niveau d'une société, par modélisation et simulation du comportement de foules.

Travaux associés

Différents travaux sont en cours dans les équipes de recherche impliquées dans cet axe stratégique :

  • Onko3D : Simulation de la prolifération de cellules cancéreuses (équipe VORTEX).
  • MEDIMAX : Imagerie des accidents vasculaires cérébraux par le calcul haute performance (équipe APO).
  • 3Pegase : Plate-forme PrEdictive pour Personnes âGées et ASsistancE (équipe SMAC).
  • Système multi-agent ambiant pour faciliter l'autonomie et l'accessibilité aux espaces publics (équipe SMAC).

D'autres travaux ont été menés à bien dans le contexte de cette composante de l'axe :

  • GBds : Genomic Breeding Decision Support. Ce projet FUI (2012-15) avait pour objectif d'aider les sélectionneurs (dans ce cas, de semences de maïs) à prédire la valeur phénotypique d'une variété en fonction du génome de cet hybride et de conditions environnementales. On pourarit envisager d'utiliser les mêmes techniques mises en oeuvre afin de créer un modèle prédictif pouvant être utilisé dans le domaine pharmacologique pour, par exemple, prédire les qualités thérapeutiques d'une molécule donnée (équipes APO et SMAC).
  • Modélisation fonctionnelle des connexions neuronales dans une unité motrice. Thèse en cotutelle avec l'université d'Ege à Izmir (Turquie) 2010-2013 (équipe SMAC).
  • microMega : Modélisation des dynamiques microbiennes par systèmes multi-agents adaptatifs intégrant les données macroscopiques et moléculaires - Le but de ce projet (ANR 2005-2008) était de construire automatiquement des modèles à partir de données expérimentales obtenues sur Saccharomyces Cerevisiae. (équipe SMAC).

Responsables de la composante: C. Bernon & S. Cussat-Blanc

Contact : Carole.Bernon (at) irit.fr - 05 61 55 61 82 & Sylvain.Cussat-Blanc (at) irit.fr - 05 61 12 86 41