Thèse de Alexandru-Adrian Tantar

Métaheuristiques parallèles hybrides pour le docking moléculaire sur grilles de calcul.

Réalisés dans le cadre du projet DOCK de l'ANR " Calcul Intensif et Grilles de Calcul ", les travaux de cette thèse portent sur l'utilisation des métaheuristiques sur grilles de calcul pour la résolution de problèmes d'optimisation combinatoire en modélisation moléculaire. Il s'agit des problèmes d'échantillonnage conformationnel notamment la prédiction de structures de protéines et le docking moléculaire. De par leur nature multimodale et hautement combinatoire, ces problèmes requièrent pour leur résolution efficace l'utilisation du parallélisme à grande échelle et des mécanismes avancés d'hybridation de métaheuristiques aux comportements complémentaires (intensification et diversification). Après formalisation des opérateurs génétiques d'intensification et de diversification pour les problèmes d'échantillonnage, nous avons proposé une étude poussée de leur comportement pendant le processus d'évolution. Une étude similaire a été menée également sur les algorithmes de recherche locale candidats à l'hybridation. Les opérateurs et algorithmes s'étant avéré efficaces à l'issue de ces études ont ensuite servi de briques de base pour la conception de métaheurisques hybrides parallèles à grande échelle. L'approche de sélection des éléments hybridés est probabiliste, dynamique et adaptative aux variations des paysages explorés. Les opérateurs et algorithmes étudiés ainsi que l'approche d'hybridation adaptative proposée ont été intégrés dans ParadisEO-G. Cette plate-forme logicielle est le résultat du passage de ParadisEO sur grilles basé sur Globus, réalisé dans le cadre de cette thèse. Une expérimentation poussée sur près de 1000 coeurs de calcul répartis sur plusieurs sites de Grid5000 a permis de montrer que l'approche proposée améliore de manière significative les meilleurs résultats connus (obtenus en autres avec AutoDock) pour certaines protéines de PDB.

Jury

Pascal BOUVRY, Professeur, Université du Luxembourg, Rapporteur Thomas STÜTZLE, Directeur de Recherche, Université Libre de Bruxelles, Rapporteur Hélène TOUZET, Directeur de Recherche CNRS, Université de Lille 1, Examinatrice Dragos HORVATH, Chargé de Recherche CNRS, Université de Strasbourg, Examinateur Albert ZOMAYA, Professeur, Université de Sydney, Examinateur El-Ghazali TALBI, Professeur, Université de Lille 1, Directeur de Thèse Nouredine MELAB, Professeur, Université de Lille 1, Directeur de Thèse

Thèse de l'équipe Dolphin soutenue le 4 juin 2009

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