Simplifier et unifier les flux de travail complexes de modélisation des matériaux
Les matériaux innovants soutiennent pratiquement toutes les industries et influencent notre vie dans des domaines tels que l’électronique grand public, les transports, les soins de santé et l’énergie. L’intégration de la modélisation et de la numérisation dans la conception et le développement des produits accélère le processus, propulse les produits vers le succès et contribue à la durabilité de l’industrie européenne et au bien-être de la société. Toutefois, en l’absence d’interopérabilité et de partage des données, tout le potentiel de la modélisation des matériaux reste inexploité. Le projet SimDOME, financé par l’UE, entendait relever à ce défi, en améliorant le logiciel de modélisation existant et en créant la plateforme de simulation ouverte (OSP pour «open simulation platform») interopérable SimDOME qui l’exploite.
Accélérer l’évolution d’une puissante ontologie des matériaux
L’ontologie élémentaire multiperspective des matériaux (EMMO pour «Elementary Multiperspective Materials Ontology») est un effort pluridisciplinaire visant à fournir un cadre de représentation formel normalisé (ontologie) pour les sciences appliquées. Elle propose des vocabulaires, des taxonomies et des relations entre les entités qui facilitent le partage. Avant SimDOME, il n’existait pas de plateforme de modélisation commune prête pour l’industrie et conforme à l’EMMO et au marché européen de la modélisation des matériaux (EMMM pour «European Materials Modelling Marketplace»), une initiative qui vise à constituer un point d’accès unique à toutes les activités de modélisation des matériaux en Europe. Comme l’explique le coordinateur du projet, Emanuele Ghedini, de l’université de Bologne, «on peut considérer l’EMMO comme une bibliothèque bien structurée, composée de livres contenant de nombreuses informations. Toutefois, les livres sont muets jusqu’à ce que quelqu’un les lise et donne vie aux concepts qu’ils expriment par des actions. De même, une ontologie a besoin d’agents et d’outils pour être alimentée ou exploitée. Une plateforme de modélisation telle que SimDOME permet de créer un système qui utilise l’EMMO pour rendre les données, les méthodologies, les algorithmes et les outils interopérables. En outre, le langage Web sémantique de l’EMMO favorise son utilisation directe dans les bases de données orientées graphes modernes».
Agents et outils pour exploiter l’EMMO et l’EMMM
L’OSP SimDOME est une application web qui exploite le logiciel de modélisation SimPhoNy de Fraunhofer, développé dans le cadre du projet SIMPHONY. SimDOME a perfectionné le logiciel de modélisation existant en fournissant quatre modules logiciels pour SimPhoNy (connus sous le nom de «wrappers» de SimPhoNy) pour des applications sélectionnées dans les domaines de la reconstruction de spectres moléculaires, de la synthèse de matériaux, de la synthèse de nanoparticules, de la production de noir de carbone et de l’émission de nanoparticules par les véhicules. Enfin, le kit de développement logiciel SimDOME permet de créer des moteurs de simulation, de mettre en œuvre des flux de travail de modélisation répondant à des cas d’utilisation liés aux matériaux, et d’utiliser des logiciels de modélisation existants via des méthodologies et des ensembles de données universels communs. «Le résultat le plus important est peut-être que toutes les connaissances fournies par le projet SimDOME (données, méthodologies, etc.) sont exprimables grâce à l’EMMO, de sorte que les ensembles de données et les flux de travail peuvent être formellement exprimés et partagés dans un graphe de connaissances», note Emanuele Ghedini.
Interfaces utilisateur graphiques: étendre l’accès aux non experts
Les interfaces utilisateur graphiques (GUI pour «graphical user interfaces») de SimDOME permettent aux non-experts d’exploiter le potentiel des flux de travail de modélisation complexes, ce qui représente un changement radical étant donné qu’aucun outil de ce type n’existait auparavant. «Par exemple, SimDOME a intégré COBRAMM, un progiciel de modélisation qui connecte des logiciels commerciaux et universitaires bien connus pour la modélisation moléculaire, dans l’OSP de SimDOME. Avec une simple entrée de l’utilisateur, il effectue des calculs complexes de dynamique moléculaire couplés à des calculs quantiques des spectres attendus. La GUI a été intégrée à l’EMMM et fait partie d’un produit commercial développé par NIREOS», explique Emanuele Ghedini. «SimDOME a été le principal moteur du développement de l’EMMO, qui s’accélère maintenant au-delà des attentes et de la portée de SimDOME. Nous invitons les utilisateurs potentiels à consulter nos récits d’utilisateurs et à s’inspirer de la manière dont les GUI de SimDOME simplifient les flux de travail complexes de modélisation des matériaux», conclut Emanuele Ghedini.
Mots‑clés
SimDOME, EMMO, modélisation des matériaux, logiciel de modélisation, ontologie, SimPhoNy, EMMM, plateforme de modélisation, GUI, OSP de SimDOME, interface utilisateur graphique
