Magali Duvail

Chercheure CEA/DRF
Ph.D. Chimie (HDR)

 

ICSM/LMCT (Bât. 426)
Site de Marcoule
BP 17171
F-30207 Bagnols-sur-Cèze Cedex
Tel : 04 66 79 57 21
Fax : 04 66 79 76 11
e-mail : magali.duvail ad icsm.fr

   

Activités de recherche

Modélisation mésoscopique des microemulsions

Collaborations : Pr. L. Arleth (University of Copenhagen, Danemark), Dr. S. Marcelja (Australian National University, Canberra) 

La modélisation mésoscopique des propriétés thermodynamiques des microémulsions (mélange eau / huile / surfactant) est un enjeu fondamental à la compréhension des phénomènes mis en jeu lors de l’extraction liquide-liquide, utilisée pour la séparation poussée des ions. Les objectifs principaux de cette étude sont de :

  • décrire et de prédire les microstructures des micro-émulsions,
  • de faire le lien entre les propriétés microscopiques (à l'échelle moléculaire) et macroscopiques de telles solutions.

 

Extrait du film sur la modélisation mésoscopique (lien YouTube)


Modélisation multi-échelles des phases aqueuses et organiques pour l'extraction liquide-liquide

Collaborations : Dr. Ph. Guilbaud (CEA), Pr. J.-F. Dufrêche (ICSM), Dr. J. J. Molina (PECSA et ICSM), Dr. T. N. Nguyen (ICSM), M. Bley (ICSM), M. Coquil (CEA), Dr. S. van Damme (ICSM), Dr. Y. Chen (ICSM)

Des solutions de sels de lanthanides (Ln3+) et d'uranyle (UO22+) en présence d’ions Cl, NO3 et ClO4 à différentes concentrations sont simulées par dynamique moléculaire classique avec polarisation explicite. Par calculs de potentiels de force moyenne (PMF), nous avons également analysé les proccessus d’association / dissociation des mono-complexes de lanthanides et d'uranyle.
Grâce aux potentiels McMilan-Mayer, nous pouvons calculer les constantes d'association des paires d'ions. Les coefficients d'activité sont également déterminés via une approche de type « Associated Mean Spherical Approximation » (AMSA).

Des simulations de dynamique moléculaire sur la solvatation de lanthanides en phase organique (alcool et alcane) indiquent que ces simulations peuvent considérablement améliorer les connaissances sur la solvatation des éléments f en phase organique. Nous nous intéressons également aux propriétés thermodynamiques de micelles composées d'ions, d'eau et de molécules extractantes dans des solvants apolaires, et plus particulièrement à leurs énergies libres de courbure. Ces premières simulations ouvrent la voie à d’autres études structurales dans les solvants organiques (coordination des anions, complexation par des ligands monoamide, diamide ou azotés), et donc à des progrès en ce qui concerne la spéciation en phase organique.


Fluides alumino-silicatés

Collaborations : Dr. A. Poulesquen (CEA), Dr. D. Petit (L2C, Université Montpellier), J. Lind (Woellner GmbH & Co.KG, Allemagne), A. Coste (ICSM)

Projet : ANR DYNAMISTE ANR-15-CE07-0013-01

Le projet DYNAMSTE a pour objectif le développement d’outils expérimentaux et théoriques afin d’optimiser les procédés industriels dans lesquels sont impliquées les solutions d’aluminosilicates, comme la liquéfaction de la céramique, les liants pour les peintures minérales, les mortiers réfractaires ou la stabilisation des sols, entre autres, dans une optique de développement d’industries propres. Il rassemble les compétences de l’ICSM, du Département de recherche sur les technologies pour l'Enrichissement, le Démantèlement et les Déchets du CEA Marcoule et le Laboratoire Charles Coulomb (Université Montpellier), en collaboration avec un partenaire industriel allemand, Wöllner GmbH & Co. KG, qui est un des leaders dans le domaine de la production de solutions alcalines silicatées.

Afin d’accéder à tous les phénomènes spatio temporels de ces systèmes, la partie expérimentale de ce projet repose sur (i) des études basées sur des techniques de rhéologie couplées à des techniques de diffusion : Dynamic light scattering (DLS), Small et Wide Angle x-ray Scattering et diffraction (SWAXS et XRD) et (ii) une approche multi-échelle par RMN (de l’Å à quelques dizaines de µm). Dans le même temps, la partie théorique est basée sur une approche multi-échelle couplant des simulations de dynamique moléculaire (au niveau microscopique) à des simulations gros grains (à l’échelle mésoscopique), ce qui permet d’accéder aux propriétés structurales et dynamiques de ces fluides.

 

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