Il s’agit ici d’aborder une question cruciale pour les systèmes  biologiques, à savoir celle du lien entre structure (conformation, environnement), et dynamique (réactivité, relaxation).

Cette thématique est en prise directe avec les propriétés des protéines, vis-à-vis du devenir de l’excitation électronique consécutive à l’absorption d’un photon dans le proche UV. Les états excités de longue durée de vie laissent le temps à des réactions chimiques de se produire, conduisant à des dommages structurels susceptibles d’affecter la fonction biologique du système. Or, de manière générale, les molécules du vivant présentent des états excités de courte durée de vie, court-circuitant ainsi les phénomènes dommageables : ce sont ces phénomènes élémentaires contrôlant la durée de vie  de l’état excité qui sont ciblés dans ces études. Il s’agit ici de :

• caractériser expérimentalement les durées de vie  en fonction des espèces étudiées (expériences de type pompe-sonde), ainsi que la cascade d’états formés,
• modéliser les processus mis en jeu, notamment le rôle joué, pour la relaxation, par les intersections coniques avec des états excités de plus basse énergie.

Les expériences résolues en temps réalisées dans le régime nanoseconde ou picoseconde (Coll. avec le CLUPS, UPSud), sont  naturellement sélectives en conformation grâce à la sélectivité spectrale de ces lasers. En revanche, cela n’est plus le cas en régime femtoseconde (laser LUCA, du SPAM/SLIC) où  un processus sélectif en conformation doit être introduit. Le projet « DIRCOS », pour « Diagnostic InfraRouge pour une femtochimie COnformationnellement Sélective », financé dans le cadre de l’axe 3 du LabEx PALM (appel d’offre de 2013), vise à développer une nouvelle technique basée sur la sélectivité de l’excitation vibrationnelle.

Les aspects théoriques, traités par chimie quantique, représentent pour cette discipline un véritable défi, et sont menés au travers d’une stratégie combinant des méthodes de dynamique nonadiabatique et des méthodes de chimie quantique sophistiquées.

Les résultats récents publiés au J. of the American Chemical Society concernent la Phenylalanine.