Thèse Exploration des Paysages Conformationnels Moléculaires par Jeu Apprentissage par Renforcement et Modèles de Langage H/F Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Informatique et sciences du numérique École doctorale : Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication Laboratoire de recherche : Données Algorithmes pour une ville intelligente et durable Direction de la thèse : Dominique BARTH Début de la thèse : 2026-11-01 Date limite de candidature : 2026-10-10T23:59:59 Cette thèse, menée au laboratoire DAVID en collaboration avec le LAMBE dans le cadre du projet ANR RaMAGe, porte sur l'exploration des paysages conformationnels de molécules isolées en phase gazeuse. À un même graphe moléculaire peuvent correspondre de nombreuses conformations 3D, organisées en bassins d'énergie. L'objectif n'est pas de prédire une structure unique ni d'explorer exhaustivement cet espace, mais de découvrir, sous un budget de calcul contraint, des bassins à la fois énergétiquement pertinents et suffisamment diversifiés.

Deux paradigmes seront étudiés et comparés dans un cadre expérimental commun. Le premier modélisera l'évolution d'une conformation comme un jeu distribué sur le graphe moléculaire, dont les politiques locales seront apprises par renforcement et articulées avec des métaheuristiques et une optimisation locale. Le second définira un langage de trajectoires conformationnelles pour entraîner un modèle séquentiel de type Transformer ou LLM à proposer des actions à partir du graphe et de l'historique des bassins visités. Une hybridation ne sera envisagée que si la comparaison met en évidence une complémentarité mesurable.

La thèse formalisera des critères de progression énergétique, de diversité, de redondance et de coût, indépendants de la seule RMSD à une structure de référence. Elle étudiera également l'influence des propriétés du graphe moléculaire - cycles, liaisons rotatives, contraintes locales - sur la difficulté de l'exploration et la généralisation des stratégies. Les méthodes seront d'abord évaluées sur des graphes moléculaires réels, notamment pour des molécules d'intérêt en protéomique, glycomique et métabolomique. Les résultats attendus comprennent de nouveaux modèles algorithmiques, une comparaison rigoureuse des deux paradigmes et une plateforme logicielle reproductible. Thèse au sein du projet ÀNR RAMAGE impliquant les laboratoires DAVID et LAMBe. Thèse au sein du laboratoire DAVID Explorer efficacement, sous contrainte de calcul, les paysages conformationnels moléculaires afin de découvrir des bassins à la fois diversifiés et énergétiquement pertinents.
Comparer deux stratégies : une approche distribuée combinant jeu et apprentissage par renforcement, et une politique globale fondée sur un Transformer ou un LLM.
Caractériser l'influence du graphe moléculaire sur leurs performances et étudier, si elle est justifiée, leur hybridation.