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Colloque
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Aude Simon : Centre national de la recherche scientifique
Héloïse Leboucher, Mathias Rapacioli et Aude Simon
Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques LCPQ/FERMI, UMR5626, Université de Toulouse (UPS) and CNRS,
Les agrégats d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et d’eau sont des systèmes d’intérêt en astrochimie et en chimie atmosphérique. Des agrégats HAPm(H2O)n neutres, chargés ou protonés sont en effet susceptibles de se former dans les régions les plus froides du milieu interstellaire. Ils représentent également un bon modèle d’aérosols. Afin d’évaluer leur rôle dans la physico-chimie de ces milieux, il est crucial de déterminer leurs structures, leur stabilité et leurs signatures spectrales, ainsi que les processus dynamiques conduisant à leur formation et à leur destruction.
En raison de la taille et de la complexité des surfaces de potentiel à explorer, nous utilisons la méthode DFTB avec des paramètres adaptés pour déterminer la structure électronique, l’approche DFTB-CI étant utilisée pour les agrégats chargés. Des simulations basées sur l’algorithme PTMC permettent d’accéder aux structures. Les processus dynamiques de formation et de destruction sont simulés par des dynamiques moléculaires de type BOMD/DFTB.
Nous présenterons les résultats obtenus pour les structures et la stabilité des dimères de pyrène C16H10 neutres et chargés en interaction avec des agrégats d’eau, ainsi que l’impact sur les propriétés énergétiques et spectrales. Quelques résultats sur la croissance et la dissociation d’agrégats protonés [(C16H10)1–2(H2O)1–5H]+ , étudiés expérimentalement, seront également présentés. Ces études apportent des données moléculaires cruciales pour l’astrochimie.
Ce colloque est centré sur le développement de méthodes théoriques et numériques et leur application à la résolution de problèmes chimiques complexes. Les approches impliquées dans ces efforts de modélisation sont généralement basées sur la compréhension détaillée des interactions moléculaires, et diverses méthodes sont mises en œuvre selon l’échelle spatiale des interactions considérées. Cette échelle varie selon les domaines d’application : alors que des méthodes de mécanique et de dynamique quantique sont utilisées pour étudier les propriétés de petites molécules, des approximations classiques sont nécessaires pour l’étude atomistique de systèmes macromoléculaires ou assemblages moléculaires tels que les protéines, micelles, vésicules, membranes biologiques et matériaux divers, sans compter sur l’apport récent de l’apprentissage automatique et de l’intelligence artificielle, qui est en train de rapidement accroître leur champ d’application. Grâce à l’essor des capacités de calcul, ces diverses approches théoriques et leur implémentation numérique sont devenues des outils de choix pour élucider un nombre croissant de problèmes divers allant des matériaux de pointe au développement de médicaments pour les maladies infectieuses, en passant par la chimie de l’atmosphère et la catalyse enzymatique. Le but de ce colloque s’inscrit résolument dans la logique multidisciplinaire de la modélisation multi-échelles, et vise à mettre en présence étudiants et chercheurs issus de disciplines combinant sciences informatiques, mathématiques, physique, chimie, biochimie et biologie qui utilisent des supercalculateurs et des modèles issus de la physicochimie moléculaire pour l’étude des problèmes les plus variés. Les intervenants invités sont à la pointe du développement de nouvelles méthodes de simulation et des efforts pour élargir leur domaine d’application.
Thème du colloque :
Date :
8 mai 2025
Titre du colloque :
Responsables :
