Thermodynamics and Structure of Plate-Like Particle Dispersions

Beaucoup de personnes voient la chimie comme un sujet abstrait et difficile parce qu’elle concerne l’´étude d’éléments invisibles à l’oeil nu. Mais, en y réfléchissant, la chimie est partout ! Des processus chimiques se déroulent tout autour de nous et aussi en nous tous les jours : dans le corps humain où les protéines jouent un grand rôle, dans les bouteilles de shampoing, dans le dentifrice, dans le ciment utilisé pour bâtir les maisons... Cela ne devrait donc être une surprise pour personne qu’autant d’efforts soient employés dans l'étude des processus chimiques.Qu’elles sont ces espèces invisibles avec lesquelles la chimie fonctionne ? Je pense pouvoir affirmer avec peu de doutes que vous avez tous entendu parler des atomes et des molécules (qui sont un assemblage d’atomes). Atomes et molécules ne sont pas toujours des espèces neutres, c’est-`a-dire, elles peuvent porter une charge électrique (dans ce cas, les atomes sont appelés desions). Cette transformation d’une espèce chargée à une espèce neutre peut se dérouler lorsque la particule est plongée dans un solvant (comme l’eau).C’est le cas par exemple lorsque l’on met du sel dans l’eau et que des ions sont formés. Les exemples de particules qui deviennent chargées dans unsolvant sont nombreux: protéines, virus, polyélectrolytes ... Mais pourquoi cette charge électrique est elle si importante ? Comme pour les aimants, où lepôle positif attire le négatif, les espèces vont commencer à interagir selon leur charge. Parmi d’autres facteurs, tel que la forme de la particule, le rôle joué par les charges dans les processus chimiques est primordial. La physico-chimie se concentre sur la compréhension du comportement de telles petites particules (appelées particules colloïdales) lorsqu’elles sont immergées dans une solution. Néanmoins, à cette échelle, l’étude expérimentale des dispersions colloïdales n’est pas triviale. Dans ce contexte, les simulations informatiques se trouvent être très utile. Elles ont pour but, par l’emploi de modèles physiques et mathématiques, d’essayer de reproduire les résultats obtenus expérimentalement et d’accéder à des valeurs qu’aucunes autres techniques ne peuvent procurer. Elles sont donc complémentaires aux expériences. Cette thèse traite de simulations moléculaires, réalisées `a l’aide de l’algorithme de Metropolis, de particules minérales en forme de disques. Dans un premier projet, l’évolution du nombre de charges sur une particule en fonction de la concentration en sel es