Soutenance de thèse d'Erwann GUILLAM

Cette thèse propose une méthodologie de calcul des enthalpies libres de transfert fondée sur des simulations biaisées de type Steered Molecular Dynamics (SMD). Développée et appliquée à des systèmes d’extraction liquide-liquide, allant de simulants de phase organique à des interfaces phase aqueuse/phase organique, cette méthodologie est accompagnée d’une analyse approfondie des propriétés structurales de ces systèmes multiphasiques par dynamique moléculaire. La démixtion de mélanges binaires et ternaires eau/alcools a été, tout d'abord, explorée via l'identification des phases formées par théorie des graphes et reconstruction théorique de spectres de diffusion des rayons X. Nous nous sommes ensuite intéressés à la spéciation de sels de nitrate de lanthane (La(NO₃)₃) dans le méthanol. Les simulations ont mis en évidence la formation de complexes polynucléaires dont la structure et la thermodynamique d'agrégation ont été déterminées. Ensuite, l'étude des systèmes eau/octanol a révélé la présence de bicouches d’octanol aux interfaces. Une méthodologie basée sur des simulations de SMD a été développée dans ces systèmes, en prédisant une solubilité de l'eau dans l'octanol en accord avec les données expérimentales. Enfin, l’analyse énergétique et structurale des systèmes aqueux/DMDOHEMA/dodécane a mis en évidence l’influence de la concentration en extractant et en La³⁺ sur la structure interfaciale et sur les énergies libres de transfert de l’eau et des cations La³⁺. Ces résultats offrent de nouvelles perspectives pour la modélisation des systèmes d’extraction liquide-liquide, en conciliant à la fois l'analyse des propriétés structurales et la prédiction des grandeurs thermodynamiques via des simulations SMD.

^{Crédit : ICSM/LMCT}

Mots-clés : Dynamique Moléculaire ; Dynamique Moléculaire Biaisée ; Extraction liquide-liquide ; Interfaces ; Propriétés structurales ; Enthalpies libres de transfert