Mes travaux de recherche portent sur l’étude du comportement des espèces mobiles dans les matériaux poreux, argiles en particulier, tant au niveau théorique qu’expérimental. Cette recherche est directement liée au contexte du stockage souterrain 1/ des déchets radioactifs à haute activité et à vie longue, 2/ du dioxyde de carbone dans les aquifères salins. Les roches du milieu naturel étant en contact avec une phase aqueuse, l’interface solution aqueuse /minéral est étudiée, les interactions avec la surface étant à l’origine du comportement thermodynamique des argiles (propriétés de gonflement) et du comportement de sorption/diffusion des espèces mobiles (eau, ions, gaz) à la surface. En particulier les propriétés dynamiques de l’eau à l’échelle nanométrique sont déterminées par simulation moléculaire et par diffusion de neutrons : le va-et-vient entre ces deux techniques permet d’une part de mettre en évidence les lacunes des potentiels utilisés dans les simulations atomiques classiques -que l’on cherche par ailleurs à améliorer en incluant la polarisabilité atomique-, d’autre part de valider/invalider les différents modèles de transport utilisés pour l’analyse des expériences. Enfin, différentes tailles et formes de pores argileux sont étudiées, ainsi que les mécanismes de passage d’un pore à un autre. Le but est de déterminer, à l’aide des simulations moléculaires, les paramètres d’entrée nécessaires à des modélisations à plus grande échelle mises en oeuvre au laboratoire, comme les simulations ou les descriptions analytiques à solvant continu, plus approximatives mais moins consommatrices de temps de calcul, afin de s’acheminer vers une description globale macroscopique du transport dans ces matériaux poreux complexes.
Ces recherches sont entre autre le fruit de collaborations avec l’ANDRA et l’IFPEN, qui ont financé plusieurs projets de thèse sur ces questions. De plus, mon expertise en simulations moléculaires m’a permis de collaborer avec des expérimentateurs en France et ailleurs : J-P.Morel et N.Morel- Desrosiers du laboratoire microorganismes : génome et environnement à Clermont- Ferrand (2 publications), H.Bordallo du Niels Bohr Institute à Copenhague (1 publication), E.Ferrage du laboratoire HydrASA de Poitiers (2 publications), F.Rochet du LCPMR pour l’étude de la structure de l’eau à la surface de matériaux lamellaires par XPS sous atmosphère (1 publication).