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Comment les plans d’expériences transforment l’innovation

Posté le par La rédaction dans Innovations sectorielles

Créer un cadre pour l'intégration statistique c'est développer des processus plus efficaces et transformer les recherches en opportunités commerciales

Jusqu’à présent, être le premier à lancer le bon produit au bon moment vous assurait 60 % de part de marché. Aujourd’hui, ce taux est probablement plus proche de 80 %. Si vous êtes le deuxième, vous obtiendrez peut-être 15 % de part de marché, et tous les autres devront se partager les 5 % restants.

Les chiffres sont anecdotiques, mais la pression exercée sur les équipes R&D est, elle, bien réelle. Dans tous les secteurs d’activité, elles doivent en effet lancer des produits innovants avant la concurrence afin de gagner des parts de marché.

Pour les start-up évoluant dans les secteurs à haut risque comme la biotechnologie, cette pression est amplifiée par la nécessité de trouver des financements et de satisfaire les exigences et les calendriers fixés par les investisseurs. Si la culture start-up prône l’ouverture et la « liberté d’échouer », cette dernière ne doit pas être interprétée comme la liberté de s’affranchir d’une certaine rigueur ou de faire peu de cas des données. Discipline et rigueur scientifique sont essentielles pour maintenir le cap.

Les jeunes pousses de la biotechnologie seront peut-être motivées par l’opportunité de faire de véritables découvertes et de proposer des produits révolutionnaires, mais comme dans toute initiative R&D, il y a fort à parier que la charge de travail sera plus importante que le temps disponible, que les ressources seront surchargées, et que les résultats et les délais seront imprévisibles.

C’est ici que les plans d’expériences (DOE, Design Of Experiments) interviennent : ils peuvent aider ces entreprises à obtenir des résultats rapidement et à faire preuve de la fiabilité et de l’évolutivité nécessaires pour protéger les investissements.

Développer des processus plus efficaces grâce aux plans d’expériences

La société Novomer, spécialisée dans les polymères verts, utilise des plans d’expériences pour simplifier le développement de sa technologie de catalyseur propriétaire.

Mise au point à Cornell University, cette technologie provoque la réaction de composés du pétrole avec le dioxyde ou le monoxyde de carbone pour produire des plastiques utilisés dans l’emballage et le revêtement. Étant donné le peu de ressources disponibles — une dizaine de chimistes — et la nécessité de mener plusieurs projets de front, les plans d’expériences ont permis à Novomer de cribler différentes conditions de réaction de manière très logique, ce qui a servi de point de départ à l’optimisation. Grâce à l’approche DOE, l’équipe est mieux à même de reproduire son procédé et de définir ses priorités de recherche.

Quelques années seulement après sa création, la société a reçu une subvention de 20,6 millions de dollars du ministère américain de l’énergie pour un projet pilote de conception, fabrication et test de matériaux promis à une large commercialisation et a été désignée parmi les 50 entreprises les plus innovantes par le MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Novomer ne cesse de progresser dans le développement d’applications respectueuses de l’environnement et conformes aux normes industrielles, tout en étant compétitives. Ses initiatives sont également soutenues par de nombreux investisseurs.

Créer un cadre pour l’intégration statistique

Le développement de l’activité des start-up joue un grand rôle dans l’innovation en matière de biologie synthétique. Les nouveaux produits et services créés trouvent des applications dans les secteurs industriels, technologique et biomédical.

Fondé au Royaume-Uni en 2013 suite à l’engagement de partenaires publics, privés et universitaires à verser 28 millions de livres sterling, le SynbiCITE de l’Imperial College est le centre britannique dédié à la commercialisation de la biologie synthétique.

Ancien CEO du SynbiCITE et actuellement entrepreneur en résidence, Stephen Chambers défend l’approche DOE, mais reconnaît que peu de scientifiques maîtrisent les outils d’analyse statistique robustes ou s’y intéressent : « Lorsque vous introduisez [des statistiques] en biologie, vous rencontrez une certaine résistance au départ », constate-t-il. « Ils n’aiment pas les contraintes imposées par les plans d’expériences. Mais lorsqu’ils voient les résultats, ils commencent à y croire. »

Pour inscrire la qualité et la réussite – ainsi que les homologations dans certains cas – dans la durée, des expériences bien conçues et reproductibles sont essentielles. « Vous devez avoir confiance dans les données et dans leur rigueur pour pouvoir les présenter à d’autres et les convaincre de la véracité de ce que vous avancez », poursuit Stephen Chambers. Avec les bons outils de DOE, les scientifiques peuvent visualiser leurs expériences, donner vie à leurs idées et montrer leur véritable potentiel aux investisseurs.

L’institut London DNA Foundry est au cœur du centre d’activités du SynbiCITE. Il fournit une série d’équipements robotiques de pointe pour automatiser entièrement les processus de conception, de construction et de validation des systèmes génétiques complexes, afin de permettre aux partenaires du SynbiCITE de prototyper les nouveaux composés chimiques, médicaments et autres substances à base biologique.

Le fait d’intégrer des techniques scientifiques comme les plans d’expériences directement dans la conception de la robotique et des systèmes sous-jacents a abaissé le seuil de connaissances requis pour utiliser ces analyses et permis aux scientifiques de se former à la statistique pendant leurs travaux de recherche.

En permettant aux chercheurs d’évaluer plusieurs paramètres dans la même expérience, les plans d’expériences accélèrent le processus de recherche et génèrent des données homogènes de grande qualité.

L’association des DOE à la robotique libère les chercheurs des contraintes liées à la gestion des tâches courantes et répétitives, ce qui leur permet de se concentrer sur des activités plus stratégiques, comme l’interprétation et la modélisation.

Transformer les recherches en opportunités commerciales

En aidant les entreprises à prendre plus vite de meilleures décisions et à mieux anticiper les échéances clés d’un projet, les plans d’expériences permettent aux start-up de réaffirmer leur mission première et de rester focalisées sur leurs objectifs. Couplés à de solides analyses statistiques, les plans d’expériences peuvent permettre de limiter le nombre des expériences tout en produisant des résultats plus rapidement – un critère essentiel pour réduire les délais de commercialisation et démontrer un retour sur investissement.

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