chimie

Logiciels (logiciels libres en majorité) ou ressources (liées aux logiciels) utiles aux chercheurs et enseignants en chimie
Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 27/07/10
  • Correction mineure : 05/10/10
Mots-clés

EDNA : environnement pour réaliser des programmes d'analyses de données en ligne

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Site web
  • Système : UNIX-like, Windows, MacOS X
  • Version actuelle : 1.0 (prototype MXv1) - revision SVN 1794
  • Licence(s) : GPL - Le noyau de EDNA est LGPL, les applications et autres plugins applicatifs sont GPL.
  • Etat : diffusé, stable, utilisé en interne, en développement
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) : Executive Comitee Chair : Andrew Leslie (MRC-LMB) ; Project Manager: Olof Svensson (ESRF) ; Project Coordinator : Alun Ashton (Diamond). Au total plus de 40 développeurs dans près de 15 instituts de par le monde.
  • Contact concepteur(s) : edna@esrf.fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : EMBL, ESRF, SOLEIL Synchrotron, DLS, MRC-LMB, CCP4, Bessy (HZB), Max Lab. NSLS, SLS-PSI, Univ Sidney, Univ York, Global Phasing

 

Fonctionnalités générales du logiciel

EDNA est un framework, un environnement permettant de réaliser des logiciels d'analyse de données en ligne, hautement parallèlisé et met sous contrôle des logiciels scientifiques en les enchaînant à la manière d'un pipe Unix, mais avec un contrôle individualisé de chacun des programmes sous-jacent. En enchaînant les différents programmes ont peut générer des chemins de traitement (workflow) qui sont réalisés en parallèle (multi-thread asynchrone) et obtenir des temps de traitement très courts, les résultats étant obtenus au cours de l'expérience et non pas en post-traitement.

EDNA est écrit en Python pur pour le noyau (kernel) mais certains plugins nécessitent des bibliothèques annexes comme numpy, scipy, PIL, h5py, ... et exploite très bien les capacités multi-core des machines modernes.

EDNA est basé sur 4 piliers :

  • Modularité : chaque plugin est soit un wrapper pour un executable, soit un control plugin pour un ou plusieurs exec plugin(s). Le coté multithread est géré au niveau du noyau, le programmeur de plugin n'a pas à s'en préoccuper en règle génerale.
  • Gestion de projet (visioconf, workshops, ...) : EDNA dispose d'un comité de pilotage pour coordonner ses développements.
  • Modèles de données (datamodels) décrits en UML --> exporté en XSD --> data-binding python pour assurer une sérialisation des données et pouvoir debugger en cas de problème.
  • Environnement de test: EDNA propose un environnement de test poussé, cela permet un déploiement plus rapide et plus sur et assure la non régression de la globalitê du projet.

Les développeurs de EDNA (ESRF, Diamond, ...) organisent régulièrement des "code-camp" de 1 ou 2 jours pour prendre en main la programmation de nouveaux plugins et enrichir la centaine de plugins déjà écrits et documentés.

Contexte d’utilisation du logiciel

Initialement EDNA a été développé pour la communauté de cristallographie des protéines (automatisation de la réduction des données) mais il est aujourd'hui utilisé pour d'autres domaines comme l'imagerie X (ESRF), l'archivage des données (Diamond, UK), les affinements de structures cristallines, ...

L'idée de EDNA est d'offrir un parallélisme de fils (thread) pour des tâches qui durent entre 0.1s et 10s; mais avec beaucoup de tâches, là ou les gestionnaires de queue/batch type PBS sont assez peu performants (initialisation de chaque processus). Il est néanmoins possible d'utiliser EDNA avec un gestionnaire de batch type SGE (Diamond, UK), Condor (à l'ESRF) ou PBS...

Publications liées au logiciel

EDNA: a framework for plugin-based applications applied to X-ray experiment online data analysis
M.-F. Incardona, G. P. Bourenkov, K. Levik, R. A. Pieritz, A. N. Popov and O. Svensson
J. Synchrotron Rad. (2009). 16, 872-879 [ doi:10.1107/S0909049509036681 ]

Abstract: EDNA is a framework for developing plugin-based applications especially for online data analysis in the X-ray experiments field. This article describes the features provided by the EDNA framework to ease the development of extensible scientific applications. This framework includes a plugins class hierarchy, configuration and application facilities, a mechanism to generate data classes and a testing framework. These utilities allow rapid development and integration in which robustness and quality play a fundamental role. A first prototype, designed for macromolecular crystallography experiments and tested at several synchrotrons, is presented.

Format CIF : Crystallographic Information File (cristallographie)

Fiche ressource Article, événement, site web...
  • Création ou MAJ importante : 07/06/10
  • Correction mineure : 08/11/10
Mots-clés

Format CIF : Crystallographic Information File (cristallographie)

Acronyme : CIF

Nom complet : Crystallographic Information File

Description courte : Fichier texte
Le format CIF a été défini par l'IUCr (Union Internationale des Cristallographes) pour échanger des informations entre les logiciels de cristallographie. C'est un fichier ascii qui est régi par une orthographe et une grammaire spécifiques.

Extension par convention : .cif parfois .acc (Acta Crystallographica C)

Document de standardisation :

La version 1.0 de la spécification CIF est décrite dans:
S. R. Hall, F. H. Allen and I. D. Brow
The crystallographic information file (CIF): a new standard archive file for crystallography
Acta Cryst. (1991). A47, 655-685
doi:10.1107/S010876739101067X

La revision 1.1, actuellement en vigueur, est maintenue par la COMCIF, la commission de l'IUCr pour la promotion et la maintenance du format CIF.

Avantages : C'est un standard ouvert, bien défini, extensible et largement répandu.

Inconvénients :

  • Beaucoup d'informations peuvent être décrites de différentes façons, limitant parfois la compatibilité entre les logiciels.
  • Beaucoup de fichiers corrompus (édités à la main et non re-validés)

Utilisations recommandées :

  • Archivage et publication des structures cristallographiques, après validation.
  • Vecteur d'informations cristallographiques au sein d'un pipeline de traitement d'information entre les logiciels de cristallographie (semblable à l'XML).

Logiciels de traitement les plus connus :

  • Edition : enCIFer (édité par le CCDC ) est un éditeur de texte avec validation syntaxique et grammaticale des fichiers CIF ainsi qu'un visionneur des structures 3D.

  • Visualisation des structures : Mercury (du CCDC), sans doute un des plus conviviaux.
  • Validation : Platon est le logiciel sur lequel s'appuie l'IUCr pour valider les fichiers CIF avec CheckCIF.
  • Création des structures : ShelX (affinement des structures aux moindres carrés), Fox (résolution des structures sur poudre), FullProf (affinement de Rietveld).

Tous ces logiciels sont libres, gratuits ou en licence académique et donc méritent la promotion par Plume.

Structure du fichier CIF

  • Grammaire

    La grammaire est celle du format STAR, un peu simplifiée: il s'agit d'un format texte en ASCII éditable à la main (avec un simple éditeur de texte) qui est composé soit de paires {clé, valeur}, soit d'une liste ordonnée de ces paires, appelées boucles (loop_).
    Toutes les clés commencent par "_" et peuvent contenir plusieurs underscores, les autres mots réservés sont "data_" (pour délimiter les blocs de données) et "loop_" pour définir les boucles.

    • Les boucles :
      Un seul niveau de boucle est autorisé. Elles débutent par la liste des clés puis continuent avec toutes les valeurs. Le nombre de valeurs doit donc être un multiple du nombre de clés de la boucle.

    • Les séparateurs :
      Les espaces, tabulations et retours à la ligne (\n et \r\n) sont des séparateurs de champs, il faut utiliser des guillemets ' ou " pour les valeurs si elles contiennent des espaces ou des tabulations. Des valeurs multi-lignes sont possibles entre deux ";" en début de ligne.

  • Orthographe du CIF :

    La liste des mots clés est validée par la COMCIF, ces mots-clés sont rangés dans des dictionnaires consultables en ligne, par exemple le dictionnaire général "core" (le plus important) ainsi que des dictionnaires spécialisés pour les macromolécules (mmCIF), pour les images (imgCIF ou CBF), la diffraction des poudres (PowderCif) ...

Le logiciel libre dans un laboratoire de recherche en chimie

Fiche ressource Article, événement, site web...
  • Création ou MAJ importante : 16/02/10
  • Correction mineure : 01/12/11
Mots-clés

Le logiciel libre dans un laboratoire de recherche en chimie

Cette fiche se veut non exhaustive et traite des possibilités d'utilisation et du retour d'expérience de l'utilisation de logiciels libres dans un laboratoire.

Son unique but est de donner quelques pistes pour le déploiement de ressources informatiques dans le monde de la recherche en chimie.

On peut distinguer 3 principaux domaines :

  • les applications purement scientifiques ;
  • les applications liés à la « gestion administrative scientifique » : référencement, édition de documents scientifiques, etc ;
  • la gestion et l'administration d'un réseau dans un laboratoire de recherche.

1. Les applications scientifiques

Elles sont liées au domaine de recherche et aux équipements utilisés. Pour un équipement "commercial" et dans le cadre d'une acquisition de données, l'application principale est généralement un logiciel dit « constructeur ». Cela peut également être un développement local mais il s'agit plus rarement d'un logiciel dit « libre » et le système d'exploitation est le plus souvent basé sur Windows. Par contre, pour la partie traitement, il existe toute une panoplie de logiciels libres à disposition des utilisateurs et qui sont spécifiques pour chaque discipline ou chaque traitement. Entre autres, on trouvera des "outils" Open Source dans le cadre de la modélisation moléculaire, de la simulation, de l'analyse, etc… (développements pour tous les systèmes d'exploitation). Il est difficile de tous les lister, tant les spécialités sont nombreuses.

Quelques sites web qui répertorient les logiciels libres en chimie (il y en a beaucoup d'autres....) :

Une piste de recherche : dans un navigateur, taper « logiciel libre » + domaine (par exemple « spectroscopie ») ou type de traitement .....

2. Les applications de gestion administrative scientifique

Mots clés : bureautique, communication internet, bibliographie, graphisme

Les "puristes" choisiront bien entendu des suites LaTEX et autres TEX pour éditer leurs documents scientifiques.

Les outils classiques de bureautique et d'accès à internet sont également très utilisés (Firefox, Thunderbird, OpenOffice, Gimp, PDFCreator, etc).

L'aspect "gestion bibliographique" a été très bien traité lors d'une journée "Plume" :

http://www.projet-plume.org/fr/ressource/journee-plume-biblio-2009

Concernant la partie graphique, il existe une multitude d'outils de dessin de molécules dans tous leurs états.

Remarque : Pour ce qui est de notre propre expérience, le couple "Windows/Office" est préféré au package "Linux/OpenOffice" du fait des habitudes des chercheurs et d'importants échanges de documents avec l'extérieur, notamment le monde industriel (problèmes de compatibilité). Par contre, on trouvera du "Libre" dans tous les autres domaines.

3. Logiciels Open Source utilisés dans le cadre de la gestion et de l'administration réseau (cette rubrique n'est pas propre à un laboratoire de recherche en chimie)

L'utilisation des logiciels Open Source offre des services très intéressants dans la gestion et l'administration d'un réseau de laboratoire, notamment dans le cas d'une petite entité (une cinquantaine de personnes). Ces services ne sont pas spécifiques au domaine "chimie" et sont utilisés par beaucoup d'Administrateurs Systèmes et Réseaux.

Entre autres, on peut citer :

  • OCS Inventory NG : solution puissante d’inventaire du parc informatique via notamment la récuperation automatique de la configuration matérielle et logicielle des ordinateurs
  • GLPI : helpdesk, système de suivi des demandes, couplé avec OCS Inventory NG il facilite la gestion de parc
  • Syslog NG : gestion de traces (variante php-syslog-ng : interface web basée sur un script php qui permet de lire les logs générés par un serveur local ou une machine distante)
  • CUPS : serveurs d'impression
  • Apache : serveur http
  • Php : langage informatique orienté programmation Web
  • MySql : serveur de bases de données relationnelles

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Remarque 1 : Dans le cadre de la gestion et de l'administration d'une Unité de Recherche, il y a lieu de déployer les applications spécifiques à cet effet (par exemple catalogue de la DSI pour les unités CNRS).

Remarque 2 : Un aspect particulier, le développement d'applications dans un laboratoire de recherche(cf. http://www.projet-plume.org/relier - http://www.projet-plume.org/fr/breve/plume-juin-juillet-2009)

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Avez-vous un complément d'informations ou des références intéressantes à
nous signaler?

Merci de les indiquer dans un commentaire au bas de cette page ou d'écrire à plume [at] services [dot] cnrs [dot] fr (plume).

Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 15/02/10
  • Correction mineure : 16/09/10
Mots-clés

ChemAzTech : logiciel de type chimiothèque

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Site web
  • Système : UNIX-like
  • Version actuelle : 0.6a - 07-30-2010
  • Licence(s) : GPL
  • Etat : diffusé en beta, en développement
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) : Rémy Dernat (CNRS, IBMM). Les participations sont bienvenues.
  • Contact concepteur(s) : remy(_dot_)dernat(_at_)univ-montp1(_dot_)fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : IBMM

 

Fonctionnalités générales du logiciel

Il s'agit d'un logiciel de type chimiothèque. Ce dernier inclut de nombreuses fonctionnalités et ne cesse de s'enrichir. L'objectif est de pouvoir centraliser et collaborer sur une même plate-forme Web.
Ce logiciel est complètement OpenSource. La documentation est disponible à la racine de l'archive téléchargeable en ligne.
( http://chemaztech.sourceforge.net )

  •  Gérez vos produits chimiques ou ceux de tout un laboratoire (avec leurs structures, les lieux de stockage, les références, les numéros de manipulation...).
  •  Dessinez, éditez vos structures avec JChemPaint.
  •  Visualisez vos molécules en 3D avec JMol, en 2D avec JChemPaint (java) ou avec la librairie python OASA (sous forme d'images SVG)
  •   Recherches par sous-structures avec MyChem.
  •  Calculs automatisés des propriétés, du code Smiles, Inchi avec MyChem.
  •   Importez des molécules depuis un fichier MOL, CDX (ChemDraw) ou toute une base en fichier SDF (ex : depuis ISIS/Base) **
  •   Extractions CSV, exports PDF et XLS(X)...
  •  Gérez utilisateurs et Groupes
  •  Gérez les lieux de stockage et vos produits commerciaux.

** Ces logiciels sont des logiciels propriétaires mais qui sont particulièrement utilisés en chimie.

Les autres logiciels cités sont tous OpenSource, sous licence GPL voir LGPL pour JMol et JChemPaint (ce dernier est associé au Chemistry Development Kit (CDK)). Ainsi, je peux les utiliser comme briques pour ChemAzTech, sans oublier OpenBabel, qui est la pierre angulaire de MyChem et que j'utilise pour convertir les fichiers CDX et les MOL en MOL2 pour la visualisation 3D.

Fiche Plume : OpenBabel ,Mychem

Contexte d’utilisation du logiciel

Pour l'instant, le logiciel n'est pas en production. C'est une béta (alpha même sur sourceforge). Toutefois, il correspond presque à toutes les fonctionnalités voulues. Ce dernier est entièrement OpenSource en se basant sur des piles assez performantes que sont PHP, MySQL, Java et des logiciels de chimie bien aboutis (OpenBabel, JMol, JChemPaint, MyChem).

Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 11/01/10
  • Correction mineure : 11/01/10
Mots-clés

OXCAD : simulation multi-échelle de l’oxydation du silicium : surface, multicouches et mésoscopique

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Système : UNIX-like
  • Licence(s) : choix en cours, contacter l'auteur
  • Etat : en développement
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) : Mehdi Djafari Rouhani, Alain Esteve, Nicolas Richard, Anne Hemeryck
  • Contact concepteur(s) : djafari@laas.fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : DAM, LAAS

 

Fonctionnalités générales du logiciel

Ce logiciel est dédié à la simulation, à l’échelle atomique et par Monte Carlo Cinétique, de l’oxydation du silicium. Le logiciel a vocation à représenter la structure des couches fines d’oxyde, ainsi que leurs vitesses de dépôt.

Il nécessite, comme paramètres d’entrée, les diverses enthalpies des diverses réactions possibles, ainsi que les barrières d’activation associées. Une bibliothèque de réactions est déjà implémentée dans le logiciel.

Trois versions du logiciel sont actuellement disponibles :

  • OXCAD, qui simule l’oxydation de plusieurs couches atomiques (de l’ordre d’une dizaine),
  • SOXCAD, qui s’intéresse particulièrement à l’oxydation de la surface du silicium
  • MOXCAD, version simplifiée d’OXCAD, à une échelle mésoscopique.
Contexte d’utilisation du logiciel

Ce logiciel a été utilisé dans un cadre universitaire pour reproduire les structures de l’oxyde à l’interface et pour interpréter les spectres expérimentaux Infra Rouge de ces oxydes. Il est entièrement paramétré à partir de calculs ab initio quantiques.

Ces logiciels ont permis d’observer les mécanismes de propagation de l’oxyde dans chaque couche, les cinétiques d’oxydation des premières couches et la formation des défauts à l’interface. La version mésoscopique est principalement dédiée aux ingénieurs s’intéressant à la cinétique d’oxydation des premières couches.

Publications liées au logiciel

A. Esteve, Y. Chabal, K. Raghavachari, M. Djafari Rouhani, M. Weldon, K. Queeny,
Water-saturated Si(100)-(2x1) : Kinetic Monte Carlo simulation of thermal oxygen incorporation,
J. Appl. Phys. 90 (2001) 6000

A. Hemeryck, N. Richard, A. Esteve, M. Djafari Rouhani
Multi- Scale Modelling of Oxygen Molecules Adsorption on a Si(100) –p(2x2) Surface
J. Non Cryst. Solids 353 (2007) 594

A. Hemeryck, A. Esteve, N. Richard, M. Djafari Rouhani, G. Landa
A Kinetic Monte Carlo Study of the Initial Stage of Silicon Oxidation from Basic Mechanisms to Partial Ordering of the Oxide Layer
Surf. Sci. 603 (2009) 2132

Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 11/01/10
  • Correction mineure : 31/03/10
Mots-clés

Rheolef : résolution des équations aux dérivées partielles par la méthode des éléments finis

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Site web
  • Système : UNIX-like, MacOS X
  • Licence(s) : GPL
  • Etat : validé (au sens PLUME), diffusé, stable
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) : Pierre Saramito
  • Contact concepteur(s) : Pierre.Saramito@imag.fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : LJK

 

Une fiche logiciel décrit plus en détail ce développement, consultez la pour plus d’informations : Rheolef
Fonctionnalités générales du logiciel

Rheolef est un environnement logiciel pour résoudre les équations aux dérivées partielles par la méthode des éléments finis. Rheolef propose les algorithmes les plus pointus : solveurs préconditionnés pour l'élasticité incompressible, les fluides de Stokes et Navier-Stokes, méthode des caractéristiques de degré élevé pour les problèmes de convection dominante en thermique, etc.

Contexte d’utilisation du logiciel

Utilisé par de nombreux chercheurs et doctorants, tant dans des laboratoires de mathématiques appliquées que de physique ou de mécanique. La syntaxe très concise des codes permet de traduire directement les problèmes d'équations aux dérivées partielles en code exécutable : la correspondance entre les lignes écrites sur le papier et les lignes de code est directe. Ceci assure une grande lisibilité des codes : le temps de développement est ainsi grandement diminué. Enfin, ceci ne se fait pas au détriment de la rapidité d'exécution car le code, écrit en c++, est compilé avant l'utilisation. Par comparaison, des codes interprétés, tel octave ou matlab, seraient plus lents.
L'entête de la page web de Rheolef illustre bien cette correspondance entre le formalisme mathématique et les lignes de code écrites par l'utilisateur.

Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 11/01/10
  • Correction mineure : 13/05/13
Mots-clés

HIKAD : simulation à l’échelle atomique du dépôt des matériaux fortes permittivités par le procédé ALD

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Système : UNIX-like
  • Licence(s) : choix en cours, contacter l'auteur
  • Etat : en développement
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) : Mehdi Djafari Rouhani, Alain Esteve, Guillaume Mazaleyrat, Cédric Mastail
  • Contact concepteur(s) : djafari@laas.fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : DAM, LAAS

 

Fonctionnalités générales du logiciel

Ce logiciel est dédié à la simulation, à l’échelle atomique et par Monte Carlo Cinétique, du dépôt des matériaux à fortes permittivités (High –k) de première génération : ZrO2 et HfO2, sur du Si légèrement oxydé. Ces matériaux permettent d’augmenter l’épaisseur des oxydes de grille dans les transistors MOS, donc d’éliminer les courants de fuite par effet tunnel, sans diminuer les capacités électriques.

La particularité du logiciel consiste à attribuer un rôle important aux mécanismes de densification, responsables du passage de la structure covalente de la surface à la structure ionique de la couche d’oxyde. Ces mécanismes sont à l’origine de l’obtention de films denses au-delà d’une couche superficielle à l’interface semi conducteur - oxyde.

Il nécessite, comme paramètres d’entrée, les diverses enthalpies des diverses réactions possibles, ainsi que les barrières d’activation associées. Une bibliothèque de réactions, s’adressant au dépôt de ZrO2 et HfO2 à partir de précurseurs chlorés, est déjà implémentée dans le logiciel. Cette bibliothèque peut être complétée pour d’autres oxydes ou procédés.

Deux versions du logiciel, avec deux types de mécanismes de densification différents, sont actuellement disponibles.

Contexte d’utilisation du logiciel

Ce logiciel a été utilisé dans un cadre universitaire pour simuler, dans les conditions expérimentales de pression, température et durée, les quatre phases successives du dépôt par couche atomique (Atomic Layer Deposition ALD) : incorporation du précurseur, purge, fonctionnalisation de la surface et purge.

Le logiciel peut simuler plusieurs dizaines de cycles comportant chacun les quatre phases ci-dessus. Jusqu’ici, les simulations ont exclusivement utilisé les paramètres de la bibliothèque mentionnée ci-dessus.

Publications liées au logiciel

G. Mazaleyrat, L. Jeloaica, A. EstEve, M. Djafari Rouhani
A methodology for the kinetic Monte Carlo simulation of alumina atomic layer deposition onto silicon
Comput. Mat. Sci. 33 (2005) 74

A. Dkhissi, A. Esteve, C. Mastail, S. Olivier, G. Mazaleyrat, L. Jeloaica, M. Djafari Rouhani
Multiscale modeling of the Atomic Layer Deposition of HfO2 thin film grown onto silicon: how to deal with a Kinetic Monte Carlo procedure?
J. Chemical Theory and Computation.4 (2008) 1915

A. Esteve, M. Djafari-Rouhani, A. Dkhissi, C. Mastail, G. Landa A. Hémeryck, N. Richard
Logiciel HIKAD pour modéliser l’organisation des atomes durant la croissance de HfO2 sur silicium
Techniques de l’Ingénieur, 4 (2009) RE123

Fiche logiciel validé
  • Création ou MAJ importante : 20/12/09
  • Correction mineure : 17/03/10
Mots-clés

Fox : résolution de structures cristallines sur poudre

Description
Fonctionnalités générales

Fox (Free Object for Xtallography) est un logiciel de résolution de structure cristalline à partir de diffractogrammes sur poudre basé sur la méthode Monte-Carlo dans l’espace direct. En plus d’une interface graphique agréable, il dispose d’un module d’indexation de maille re-implémentant la méthode Dicvol-04, d’une méthode d’affinement de profil de LeBail et d’un outil d’aide à la détermination des groupes d’espaces. Ce logiciel est adapté tant à la résolution de structures organiques qu’inorganiques. Une fois la structure déterminée, il est possible d’exporter la structure en CIF ou d’affiner par la méthode de Rietveld avec Fullprof.

Un gros point fort vient de sa flexibilité et de son adaptabilité à des problèmes divers dans le domaine de la cristallographie.
Le programme est capable de «fusionner» automatiquement des objets/atomes qui se trouveraient sur des positions cristallographiques spéciales.
Il permet la résolution de structures à partir de plusieurs jeux de données (poudres, monocristal. ...) avec prise en compte des répulsions inter-atomiques (Anti-Bump) et des distances types anions-cations (théorie BondValence). Il offre une optimisation globale.

Autres fonctionnalités
  • Visualisation de structures cristallines 3D et de cartes de Fourier (utile pour l'enseignement).
  • Recherche des pics (Peak-Picking) et indexation par la méthode de Dicvol-04.
  • Affinement de LeBail.
  • Aide à la détermination des groupes d'espaces.
  • Reconstruction de molécules à partir d'un jeu d'atomes (import CIF).
  • Exportation FullProf et structures CIF.
Interopérabilité

Importation :

  • Structures cristallographiques CIF (crystallographic Information File).
  • Modèles moléculaires au format Z-matrice FH (générés par OpenBabel).
  • La plupart des formats de diffractogrammes poudre sont reconnus directement (XY, XYE, gsas, FullProf, Siemens CPI, CIF poudre, diffraction de neutrons ...).
  • Les données monocristal sont à importer au format hkl.

Export :

  • Fox utilise pour sa sauvegarde des fichiers XML (compressés) qui reprennent point pour point le contenu de l'interface graphique.
  • Autres exportations: structure cristalline au format CIF, exportation vers FullProf (pcr+dat)
Contexte d'utilisation dans mon laboratoire/service

La résolution de structures cristallines à partir de diffractogrammes X de poudres est une alternative à la résolution sur monocristaux dans les cas où la croissance d'un monocristal n'est pas faisable (poudres microcristallines, phases métastables, ....).

En passant du monocristal à la poudre, l'intensité diffractée en 3D (espace hkl) est projetée en 1D, il y a donc souvent superposition des signaux. Cette facilité au niveau expérimental «se paye» par la difficulté à résoudre le problème. Habituellement la résolution des structures sur monocristal est faite dans l'espace réciproque alors que la résolution sur diffractogramme de poudre se fait plutôt dans l'espace direct, par des méthodes proches de la modélisation moléculaires.
La résolution se fait en trois étapes : indexation, recherche de solution et affinement ; seule une solution donnant un facteur d'accord Rwp en affinement de Rietveld de quelques pourcent ( 2 à 5 %) supérieure à l'affinement de LeBail (ou de Pawley), avec une structure chimiquement plausible (distance inter-atomiques, ...), permet d'affirmer que la solution proposée est la bonne. La résolution de structure sur poudre est une activité de longue haleine où les temps de travail se comptent plus souvent en semaines ou en mois qu'en heures ou jours.

Les pages web maintenues par Armel LeBail sont d'excellents points de départ pour maîtriser cette technique : http://pcb4122.univ-lemans.fr/
Les pages 4 à 6 de cet article sont une bonne introduction au sujet : http://www.rigaku.com/downloads/journal/Vol21.1.20...

Limitations, difficultés, fonctionnalités importantes non couvertes

Le programme ne fait pas d'affinement de Rietveld, il a une exportation FullProf à cet effet.
Bien que le programme soit convivial et flexible, il nécessite la connaissance de la cristallographie.

Environnement du logiciel
Distributions dans lesquelles ce logiciel est intégré

Intégration dans Debian Gnu/Linux (Sid) dans le paquet : objcryst-fox

Plates-formes

Windows
Mac-OS
Linux

Logiciels connexes

FullProf
GSAS
OpenBabel Fiche Plume Fiche Plume

Autres logiciels aux fonctionnalités équivalentes

Espoir (LeBail)
Topas (Bruker $)
PowderSolve (Accelrys $)

Environnement de développement
Type de structure associée au développement

Projet universitaire (initialement développé à l'Université de Genève), hébergé par SourceForge

Eléments de pérennité

Développement toujours actif (2009)

Références d'utilisateurs institutionnels

Logiciel utilisé dans de nombreux laboratoires.
Une liste de publications de structures résolues avec Fox est disponible sur le wiki : http://objcryst.sourceforge.net/Fox/BiblioStructures

Environnement utilisateur
Liste de diffusion ou de discussion, support et forums
Documentation utilisateur

Documentation principale sous forme de wiki : http://objcryst.sourceforge.net/Fox/
Une version pdf est disponible en téléchargement :
http://downloads.sourceforge.net/objcryst/FoxManua...

Fiche logiciel validé
  • Création ou MAJ importante : 27/10/09
  • Correction mineure : 01/06/11
Mots-clés

OpenBabel : boite à outils pour logiciels de chimie

Description
Fonctionnalités générales

OpenBabel est un logiciel qui permet de faire communiquer entre eux de nombreux logiciels de chimie théorique, libres ou non, payants ou non, au total plus de 90 formats différents. Il a commencé par être une ré-implémentation libre du traducteur de fichiers chimique Babel. Plus qu’un simple "wrapper", il intègre aujourd’hui une multitude de fonctionnalités de reconnaissance des systèmes chimiques qui en font le couteau suisse de tous les chimistes computationnels, ainsi que des biologistes structuralistes.

Autres fonctionnalités

Reconnaissance de la chiralité, optimisation de géométrie par champ de force, ...

Il existe des interfaces pour de nombreux langages de programmation comme Perl et Python mais aussi Ruby, Java, ....

Interopérabilité

OpenBabel est initialement un outil d'interopérabilité, il supporte donc un grand nombre de formats d'entrée et de sortie (plus de 90 formats, cf. la liste des formats supportés dans la partie commentaire à la fin de cette fiche).

Contexte d'utilisation dans mon laboratoire/service

J'utilise essentiellement OpenBabel pour convertir les formats de fichiers entre les différents moteurs de modélisations (MOPAC, Gaussian, ...) et les formats reconnus par les logiciels de visualisation de molécules graphiques (PyMol, Jmol, Chimera, Coot, etc).

Limitations, difficultés, fonctionnalités importantes non couvertes

Utilisation plutôt en ligne de commande (Shell UNIX) même si des interfaces graphiques existent en particulier sous Windows et MacOS.

Environnement du logiciel
Distributions dans lesquelles ce logiciel est intégré

Linux : Debian, Fedora, Ubuntu, RedHat, ...

Plates-formes

Toutes les plateformes (irix, i386, ia64, x86_64, etc...)

Logiciels connexes

30 logiciels connexes parmi lesquels OSRA, Ghemical, Fox, chemtool, gabedit, GaussSum, cclib, etc...

Autres logiciels aux fonctionnalités équivalentes
Environnement de développement
Type de structure associée au développement

Projet d'universitaires majoritairement

Eléments de pérennité

Vivacité du développement (très actif depuis 10 ans)

Environnement utilisateur
Liste de diffusion ou de discussion, support et forums

Liste de discussion dédiée : openbabel-discuss [at] lists [dot] sourceforge [dot] net
Computational Chemistry List : http://www.ccl.net/chemistry/

Documentation utilisateur

http://openbabel.org/wiki/Guides
dans les distributions ou il est intégré : man babel

Contributions
Fiche dév Ens Sup - Recherche
  • Création ou MAJ importante : 21/10/09
  • Correction mineure : 22/03/10
Mots-clés

Schur : calculs de propriétés sur des groupes de Lie et des fonctions symétriques

Ce logiciel a été développé (ou est en cours de développement) dans la communauté de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche. Son état peut être variable (cf champs ci-dessous) donc sans garantie de bon fonctionnement.
  • Site web
  • Système : UNIX-like, Windows
  • Version actuelle : 6.05 - 24-06-2008
  • Licence(s) : GPL
  • Etat : diffusé, stable
  • Support : maintenu, développement en cours
  • Concepteur(s) : Brian G. Wybourne, le projet a été repris par Franck Butelle (LIPN), Ronald C. King (University of Southampton) et Frédéric Toumazet (LIGM).
  • Contact concepteur(s) : franck.butelle @ lipn.univ-paris13.fr, frederic.toumazet @ univ-mlv.fr
  • Laboratoire(s), service(s)... : LIGM, LIPN, University of Southampton, Nicholas Copernicus University

 

Fonctionnalités générales du logiciel

Schur est un programme interactif pour le calcul de propriétés sur des groupes et algèbres de Lie et des fonctions symétriques, il est utilisé en application à des problèmes en physique. Il peut être utilisé pour :

  • Calcul de produits de Kronecker pour les groupes de Lie et pour les représentations du groupe symétrique.
  • Calcul de règles de branchement, simples ou multiples.
  • Calcul de propriétés des représentations : dimensions, des invariants de Casimir et de Dynkin, ...
  • Manipulation de produit de groupes.
  • Nombreuses manipulations sur les fonctions symétriques.
  • ...
Contexte d’utilisation du logiciel

Il a été utilisé pour la construction de tables de caractères pour des algèbres de Hecke, pour étudier des propriétés de symétrie des tenseurs de Riemann, et beaucoup d'autres problèmes.

Publications liées au logiciel

J. Nzeutchap, F. Toumazet et F. Butelle. Kostka numbers and Littlewood-Richardson coefficients: distributed computation. In R.C. King, M. Bylicki and J. Karwowski (eds), Symmetry, Spectroscopy and SCHUR, Proc. Prof. Brian G. Wybourne Commemorative Meeting, Torun, Pologne , 12-­14 Juin 2005, Nicolaus Copernicus University Press, Torun, Pologne, 2006, 211-222.

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