La chimie, et plus particulièrement la chimie organique, fait face à une révolution numérique qui va profondément modifier notre façon de penser et d’effectuer les transformations chimiques. La chimie 4.0, qui a été inventée pour définir la chimie du futur, tirera massivement parti des systèmes informatiques intégrés, des algorithmes et des machines automatisées pour réinventer à la fois les laboratoires de recherche et les usines industrielles. Cependant, nous sommes encore loin d’une numérisation généralisée de la synthèse organique car, comme toute technologie de rupture, l’expertise « numérique » limitée actuellement disponible empêche le développement et la croissance rapides de la chimie 4.0. De plus, la chimie organique n’est pas aussi prédictive que d’autres sciences comme la physique, ce qui complique l’utilisation d’algorithmes prédictifs ainsi que de technologies autonomes.
L’un des objectifs ultimes de la chimie numérique est le développement de machines autonomes pour la synthèse de molécules avec un minimum d’interventions humaines, en particulier pour les tâches manuelles et routinières. Les machines autonomes sont par nature automatisées car elles représentent le niveau d’automatisation le plus avancé. Plutôt que de travailler en suivant une liste d’actions préprogrammées, une machine autonome suit un objectif initialement assigné par l’homme et décide indépendamment de la manière la plus efficace d’atteindre cet objectif. L’objectif de développer des technologies autonomes en chimie organique n’est pas de réduire le rôle des chimistes formés, car l’intuition, la créativité et la diversité des connaissances d’un chimiste de laboratoire expérimenté ne peuvent être dépassées par les machines, même celles intégrant l’intelligence artificielle. Avec des machines autonomes, les chimistes seront libérés de la corvée des tâches routinières et répétitives qui n’impliquent pas d’efforts cognitifs humains importants.
Les réacteurs à flux sont particulièrement bien adaptés pour diffuser les technologies numériques en chimie organique car ils offrent une sécurité accrue, un meilleur contrôle des réactions, une surveillance « à la volée » et une automatisation plus facile par rapport aux réacteurs discontinus traditionnels. De plus, d’un point de vue plus fondamental, la chimie en flux offre la possibilité d’accéder à des réactivités et des transformations non couvertes car elle permet d’explorer de nouvelles fenêtres de processus et accélère également fortement la cinétique grâce à un meilleur transfert de chaleur et de masse.
