UFR de Physique

Propositions de stages en laboratoire -- M2

Les offres sont actualisées en mai. Par exemple, les offres de stages pour l'année universitaire 2015-2016 seront mises en place en mai 2015, les offres de stages pour l'année universitaire 2016-2017 seront mises en place pour en mai 2016, etc.

Étude quantique de l’interaction entre des molécules atmosphériques de petite taille et des particules de suies

  • Option Lumière-Matière, Générique du parcours Lumière-Matière
  • Laboratoire: Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules (PhLAM)
  • Responsable du stage: PELAEZ RUIZ Daniel (Daniel.Pelaez-Ruiz@univ-lille1.fr, 03.20.33.72.70)
  • Co-responsable(s): DUFLOT Denis
  • Mots clés: atmosphère, suie, structure électronique, simulations moléculaires.
  • Fiche complète en PDF : Fiche complète en PDF

Les particules de suies sont, entre autres, des résidus de processus de combustion incomplets. Il a été établi qu’elles sont les seconds plus gros contributeurs au réchauffement global, juste après le CO2 1. D’autre part, malgré leur courte durée de vie (~ 1 semaine), de petites molécules atmosphériques telles que O3, NO2 ou H2O vont réagir avec ces suies 2,3, entrainant la génération d’espèces potentiellement pernicieuses pour la santé et l’environnement 4.

La modélisation de ce type de systèmes représente un défi majeur. En effet, le niveau de théorie choisi doit être capable de décrire des interactions faibles (van der Waals) tout en pouvant décrire la rupture des liaisons interatomiques 5. En outre, dû au grand nombre de degrés de liberté, la caractérisation des conformations stables du système devient très coûteuse 3.

Dans le cadre de notre méthodologie, récemment développée, pour caractériser d’une façon automatisée les interactions à longue portée 6, nous nous proposons d’étudier l’interaction entre des molécules de petite taille d’intérêt atmosphérique et des surfaces de particules de suies. À cette fin, nous utiliserons des méthodes de structure électronique couplées à des simulations de dynamique moléculaire. Ce sujet peut éventuellement (suivant la motivation du candidat) comporter un aspect développement.

Références : 1 V. Ramanathan, G. Carmichael, Nature Geoscience 1, 221, (2008) 2 M. E. Monge et al., PNAS 107, 6605 (2010) 3 C. García-Fernández et al. Chem. Phys. 483, 46 (2017) 4 K. Zimmermann et al., Environ. Sci. Technol. 47, 8434 (2013) 5 D. Duflot et al., Faraday Discussion 168 (2014) 6 S. Kopec, E. Martínez-Núñez, J. Soto, D. Peláez, (in preparation)