Mes travaux portent sur l'étude numérique du comportement de la matière au niveau atomique. Ainsi, je m'intéresse à la dynamique d'assemblage de protéines en des structures neurotoxiques associées avec des maladies dégénératives telles que les maladies d'Alzheimer et de Parkinson. J'étudie également la formation de nanostructures, tels que l'assemblage de nanofils de silicium sous une goutte d'or ainsi que la relaxation de systèmes désordonnés tels que les verres et les matériaux amorphes. Tous ces systèmes sont caractérisés par une évolution au niveau atomique sur des temps longs, c'est à dire des secondes ou plus. Pour parvenir à suivre cette évolution, je travaille donc également au développement d'algorithmes accélérés qui permettent de suivre le mouvement atomique sur des temps expérimentaux. Les algorithmes développés dans mon groupe sont parmi les plus efficaces aux mondes, ce qui nous permet d'étudier des phénomènes difficilement accessibles autrement.

Je m'intéresse également aux questions énergétiques et de ressources naturelles, du gaz de schiste et du pétrole aux ressources minières. J'ai publié plusieurs livres grand public sur le sujet et j'ai dirigé quelques travaux d'étudiants sur le sujet.

J'anime également l'émission de vulgarisation scientifique La Grande Équation, diffusé à Radio Ville-Marie.

Enfin, je suis titulaire de la Chaire de recherche du Canada en physique numérique des matériaux complexes.