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Sujet de thèse informatique graphique et visualisation scientifique

Sujet de thèse :

VASSIMODo - Visual Analysis of Secondary Structures In MOlecular Dynamics

Résumé :

L'équipe MIME (Modélisation et Imagerie Multi-Echelle) de l’unité MEDyC (Matrice Extracellulaire et Dynamique Cellulaire) du CNRS (UMR 7369 CNRS - Université de Reims) dispose d'un financement de 3 ans, disponible à partir d'Octobre 2020 pour un travail de thèse à effectuer à Reims.

Dans le domaine de la modélisation moléculaire, de nombreuses simulations numériques sont produites pour des systèmes de plus en plus complexes sur des temps de simulation de plus en plus longs. Pour les visualiser, les représentations classiques de la modélisation moléculaire tout atome ne sont pas satisfaisantes et les représentations simplifiées en structures secondaires ne représentent pas ces motifs structuraux dans leur ensemble. De plus aucunes ne prennent en compte les changements au cours du temps afin de les représenter lors de la visualisation frame par frame d’une simulation.

L'enjeu de ces travaux consiste à la création d’une méthode 4D d’analyse visuelle de l’ensemble des motifs structuraux réguliers des protéines définissant les structures secondaires pour la visualisation de simulation moléculaire. Notre but est de mettre en place pour chaque motif structural (feuillet β, hélice α, coude, coil) une représentation dédiée permettant de comprendre l’utilité de ces structures et pouvant être utilisée en temps interactif, sur une molécule statique ou sur une simulation moléculaire, sur un ordinateur de bureau ou dans un système immersif. De plus cette visualisation, utilisée dans le cadre d’une simulation, devra être capable de représenter, pour chaque motif, les mouvements de ce motif durant une simulation afin de mettre en valeur leur fonction tout le long d’une simulation.

Ce projet se place dans le cadre du développement de la plateforme UnityMol. C’est une plateforme de visualisation moléculaire interactive programmée avec le moteur de jeu Unity3D, utilisable aussi bien dans un contexte de bureau que dans un contexte stéréoscopique (comme dans un casque de réalité virtuel ou sur un mur d’image). Elle a été développée par l’équipe du Dr Marc Baaden au laboratoire LBT de l’institut IBPC du CNRS à Paris. Elle est facilement modifiable et extensible d’où notre souhait d’y intégrer de nouvelles fonctionnalités. La thèse se déroulera donc en interaction avec cette équipe afin d’inclure les nouveaux développements dans la version officielle.

Compétences requises :

Un Master (ou diplôme équivalent) en informatique avec une compétence en informatique graphique et une expérience sur une plateforme de développement (type Unity) sont demandés. Aucune compétence en bio-informatique n’est requise.