Équipe CHImiométrie, Plan d’expériences, Systèmes experts

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L’équipe « CHImiométrie, Plans d’expériences et Systèmes experts » (CHIPS) travaille à plusieurs échelles, sur l’écologie, l’évolution, la dynamique et le fonctionnement des écosystèmes insulaires et continentaux par le biais du traitement des données et de la conception de stratégies expérimentales optimales.

Dans le contexte de l’environnement, la chimiométrie joue un rôle crucial dans la caractérisation et la gestion des composés chimiques présents dans l’air, l’eau, le sol et d’autres matrices environnementales pour résoudre des problèmes liés à la pollution et à la gestion des ressources naturelles.

Mots clés : chimiométrie, plan d’expériences, traitement des données, modélisation, chimie analytique, biotechnologies

Thèmes de recherche

Plans d'expériences

Chimiométrie

Identification, caractérisation et valorisation des ressources naturelles

L'Équipe

Magalie Claeys-Bruno
Animatrice de l'équipe CHIPS
PR-Professeur
Fabien Girard
Animateur de l'équipe CHIPS
MCF-Maitre de Conferences
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Jacques Artaud
Jacques Artaud
PR-Professeur
Anthony Barreau
Anthony Barreau
DC-Doctorant
Isabelle Bombarda
Isabelle Bombarda
PR-Professeur
Carl Charloto
Carl Charloto
DC-Doctorant
Pierre Christen
Pierre Christen
CR-Charge de Recherche
Magalie Claeys-Bruno
Magalie Claeys-Bruno
PR-Professeur
Nathalie Dupuy
Nathalie Dupuy
PR-Professeur
Fabien Girard
Fabien Girard
MCF-Maitre de Conferences
Margot Grimonpont
Margot Grimonpont
PD-Post Doctorant
Raihan Hamrouni
Raihan Hamrouni
PD-Post Doctorant
Blanche Krieguer
Blanche Krieguer
ATER-Attache Temporaire Enseignement Recherche
Yveline Le Dreau
Yveline Le Dreau
MCF-Maitre de Conferences
Martine Martinez
Martine Martinez
ITA-Ingenieur Technicien Administratif
Elodie Mezzatesta
Elodie Mezzatesta
MCF-Maitre de Conferences
Josiane Molinet
Josiane Molinet
MCF-Maitre de Conferences
Hélène Paris
Hélène Paris
DC-Doctorant
Catherine Rebufa
Catherine Rebufa
MCF-Maitre de Conferences
Sevastianos Roussos
Sevastianos Roussos
DR-Directeur de Recherche
Michelle Sergent
Michelle Sergent
PR-Professeur
Pierre Vanloot
Pierre Vanloot
MCF-Maitre de Conferences

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Les plans d'expériences, un outil indispensable...

Une thématique de l’équipe CHIPS porte sur la planification expérimentale. Ce terme regroupe l’ensemble des outils mathématiques, mis à disposition de tout expérimentateur pour sélectionner au mieux les expériences qu’il lui faut réaliser. En effet, dans beaucoup de domaines tels que la chimie, la physique, la biologie, la génétique, la pétrochimie, l’astronomie… l’expérience, au sens large du terme – en sciences expérimentales ou en simulation numérique – est la seule source d’information pour répondre à une problématique donnée.

 En outre, les exigences au niveau industriel comme dans les laboratoires amènent les chercheurs, les services R & D ainsi que les unités de production à réaliser de nombreuses expériences pour répondre à la demande, mais dans un temps minimum.  Il est donc important de sélectionner au mieux les expériences à réaliser, pour obtenir des informations fiables qui garantiront une prise de décision sans risque. Les plans d’expériences sont là pour apporter une aide notoire aux expérimentateurs dans le choix de leurs expériences et constituent un outil indispensable à toute élaboration de stratégies expérimentales optimales.

Notre recherche est centrée le développement de nouveaux algorithmes et outils pour répondre aux défis majeurs de notre décennie, à savoir la diminution drastique du nombre d’essais (LOW DATA).

Plus précisément, trois thèmes principaux émergent :

  •                La réduction du nombre d’essais (SMALL DATA), avec la construction de plans d’expériences et/ou le développement de nouvelles les méthodes d’analyse
  •               La gestion de la grande dimension (BIG DATA) et les plans d’expériences uniformes (Space Filling Design) pour les applications en simulation numérique
  •                l’approche Quality-by-Design.

 

Publications en relation avec la diminution du nombre d’essais

  • Dory, L. Cavalli, E. Franquet, M. Claeys-Bruno, B. Misson, T. Tatoni, C. Bertrand

Summer dynamics drive the microbial response to DOC additions in a high-altitude     lake, Limnology and Oceanography, 2022, 67(5),1142-1156, I.F. 7.87

 

  • Mouahid, M. Claeys-Bruno , I.Bombarda, , S. Amat, A. Ciavarella, E.    Myotte, J-P. Nisteron, C. Crampon, J-P. Nisteron, E.Badens

Supercritical CO2 extraction of oil from Moroccan unroasted Argan Kernels: Effects of process parameters to produce cosmetic oil, Journal of CO2 Utilization, 2022, 59, 101952, I.F. 8.32

Publications en relation avec la gestion de la grande dimension et Space Filling Design

  • Claeys-Bruno, C. Gomes, C. Bruno, M. Sergent

Comparative study of mixture designs for complex phenomena, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 2018, 178, 65-72, I.F. 2.70

 

  • Pizzala, M. Claeys-Bruno, V. Monnier, M. Sergent, L. Charles

Design of Experiments for Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization of Amphiphilic Poly(Ethylene Oxide)-b-Polystyrene Block Copolymers, Frontiers in chemistry, 2021, 9, 1-11, I.F. 3.99

 Publications en relation avec le Quality-by-Design

  • Manzon, M. Claeys-Bruno, S. Declomesnil, C. Carite, M. Sergent

Quality by design: comparison of Design Space construction methods in the case of design of experiments, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 2020, 200, 104002, I.F. 2.70

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La chimiométrie

La chimiométrie environnementale vise à extraire des informations utiles à partir de données complexes et souvent volumineuses (BIG DATA), telles que les spectres de masse, les spectres infrarouges, les chromatogrammes, etc mais de nouveaux outils sont également développés pour répondre aux défis majeurs de notre décennie, à savoir la diminution drastique du nombre d’essais (LOW DATA).

 

Les objectifs de l’équipe sont centrés sur le traitement de l’information par des méthodes innovantes de traitement de données. Parmi les méthodes utilisées, on peut citer :

  1. Analyse des données multivariées : analyse en composantes principales (ACP) et l’analyse discriminante
  2. Modélisation statistique : régression linéaire multiple ou les méthodes de régression non linéaire
  3. Classification et clustering Traitement des signaux et des images
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  Les techniques analytiques et les outils chimiométriques de l’équipe CHIPS permettent :

  • le développement d’une vision globale de la préservation des ressources naturelles principalement de la biomasse végétale (plantes aromatiques et médicinales, huiles essentielles, huiles végétales, miels, safran…) et microbienne des écosystèmes insulaires et continentaux
  • la caractérisation et la prévision de la dynamique des écosystèmes face aux changements globaux (climat, démographie) en vue de leur gestion durable, afin de mettre en évidence un effet terroir
  • l’identification d’indicateurs métabolomiques par des traitements chimiométriques des données (chromatographiques et/ou spectroscopiques) permettant d’étudier la dynamique des écosystèmes et des services qu’ils rendent aux sociétés pour anticiper les points de rupture
  • la mise en place de pratiques innovantes (bioraffineries) pour des écosystèmes productifs et résilients dans le but de répondre aux grands enjeux sociétaux, dont la qualité alimentaire et le biocontrôle. Dans ce cadre, la dégradation des mycotoxines est un enjeu majeur pour l’autosuffisance alimentaire, de même que le remplacement des pesticides chimiques par des biopesticides ou l’étude des vieillissements naturels ou simulées de produits naturels ou formulés.
  • l’isolement et la caractérisation de métabolites secondaires en vue de la valorisation de ressources naturelles.