Définition
En chimie, cette expression désigne une méthode de calcul qui s'appuie uniquement sur les lois fondamentales de la physique, sans utiliser de données issues d'expériences réelles pour ajuster les résultats. C'est un peu comme construire un bâtiment complexe en calculant la résistance de chaque atome de métal plutôt que de se baser sur des tableaux de mesures déjà existants.
L'essentiel
- Repose uniquement sur les lois de la physique fondamentale.
- Ne nécessite aucune donnée expérimentale préalable.
- Offre une grande précision mais demande une puissance de calcul colossale.
Formule et propriétés
Vient directement du latin ab initio signifiant « depuis le début » ou « dès l'origine ». Dans le monde scientifique, cela indique que l'on repart des principes de base (les lois de la mécanique quantique) pour résoudre un problème.
Comment l'utiliser
- Prédire la forme exacte d'une nouvelle molécule de médicament avant même qu'elle ne soit synthétisée en laboratoire.
- Calculer l'énergie nécessaire pour rompre une liaison chimique entre deux atomes d'oxygène.
Utilisations
On utilise ces méthodes en chimie quantique et en modélisation moléculaire, notamment pour étudier des molécules rares, des réactions chimiques se produisant dans l'espace ou pour concevoir de nouveaux matériaux aux propriétés spécifiques.
Dangers et précautions
Ces calculs étant extrêmement gourmands en ressources informatiques, il est conseillé de les réserver à des molécules de petite ou moyenne taille. Pour des systèmes géants comme des protéines, on préférera souvent des méthodes plus simples.
Substances liées
À ne pas confondre
Stockage et élimination
Si vous débutez en chimie numérique, voyez l'ab initio comme la 'méthode d'or' : c'est la référence de précision contre laquelle on teste souvent toutes les autres méthodes simplifiées.
Questions fréquentes
L'ab initio est-il une méthode exacte ?
Pas totalement. Bien qu'elle soit très rigoureuse, elle utilise tout de même des approximations mathématiques pour simplifier les équations de Schrödinger qui sont impossibles à résoudre parfaitement pour plusieurs électrons.
Pourquoi ne pas utiliser l'ab initio pour tout ?
Parce que le temps de calcul augmente de façon exponentielle avec la taille de la molécule ; cela prendrait des années pour simuler une seule grosse protéine.