CMAP, Polytechnique

Modèles mésoscopiques pour le
transport dans les solutions confinées
Lien avec les modélisations atomiques
Jean-François Dufrêche
ICSM Institut de Chimie Séparative de Marcoule
Université Montpellier 2 – UM2
UMR CEA/CNRS/UM2/ENSCM
Virginie Marry - Benjamin Rotenberg - Natalie Malikova
Emmanuelle Dubois - Serge Durand-Vidal - Antony Cadène
Olivier Bernard - Marie Jardat
Pierre Turq
Rodolphe Vuilleumier

! 1000 Å
Particules
(groupement
de feuillets)
Feuillets
Structure muti-échelle :
Aggégats de
particules
Echelle
macroscopique
Modélisation multiéchelle
Porosité
interparticulaire Pprosité
inter-aggrégat
Introduction

Description multi-échelle
Modèles et simulations: plusieurs niveaux de description
dynamique
moléculaire
ab initio
Noyaux et
électrons
Hydrodynamique
(Fick, Navier-
Stokes, PNP)
Répartitions
continues
c(r) v(r) "(r)
dynamique
moléculaire
classique
descriptions
browniennes
Atomes,
molécules
et ions
Ions dans un
solvant continu
ps ns µs
Hydrodynamique
macroscopique
(Darcy)
Répartitions
moyennées sur
la géométrie
ms
Traceurs, méthodes
électrochimiques
Méthodes expérimentales
diffusion de neutron
Spectroscopies
rapides
Spectroscopie diélectrique
diffusion de la lumière
RMN

Description multi-échelle
Modèles et simulations
dynamique
moléculaire
ab initio
dynamique
moléculaire
classique
descriptions
browniennes
Hydrodynamique
(Fick, Navier-
Stokes, PNP)
Hydrodynamique
macroscopique
(Darcy)
Noyaux et
électrons
Atomes,
molécules
et ions
Ions dans un
solvant continu
Répartitions
continues
c(r) v(r) "(r)
Répartitions
moyennées sur
la géométrie
ps ns µs ms
But de ce travail : modéliser les milieux chargés aux différentes
échelles, en lien avec les expériences

+
! "
Cion(r)
Modèle atomique
Dynamique moléculaire
Loi de Newton
Fi = maiDy
Modèle continu
solution continu
Navier-Stokes Fick
Coulomb
Poisson-Boltzmann
Passage de l’échelle microscopique
à l’échelle mésoscopique