Contribution a l'etude theorique des suspensions colloidales : solvant discret et forces attractives

• Auteur / Autrice : JULIEN CLEMENT COTTUZ
• Direction : Christian Regnaut
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 12

Résumé

Les travaux theoriques sur les suspensions colloidales se sont naturellement focalises sur le melange binaire de spheres dures dans lesquels les forces de depletion resultant de la dissymetrie de taille entre particules de solvant et de solute conduisent invariablement a une instabilite de la suspension. Ce travail differe des precedents par la prise en compte des contributions attractives au niveau du diagramme de phase, et la mise en evidence des specificites qu'elles retablissent comparativement a celui du melange de spheres dures. Nous avons d'abord presente les raisons nous ayant amene a decrire le melange solvant/solute comme un fluide effectif monocomposant de particules de solute. Par la suite, nous avons cherche a mesurer les effets respectifs des differentes interactions en jeu et effectue une certaines systematique en vue de comprendre leur influence sur le potentiel effectif. La comparaison de la theorie des equations integrales rhnc aux simulations existantes montre sa capacite a decrire un fluide effectif (potentiel intense au contact, etroit et oscillatoire). L'utilisation de ces potentiels extremes reduit le domaine de convergence de la methode. Nous avons alors montre que le diagramme peut etre obtenu par une methode d'extrapolation. Nous nous sommes finalement limites a l'etude de deux cas particuliers de potentiels effectifs avec attractions, illustratifs de la methode de traitement du melange. Les diagrammes de phases que nous avons obtenus revelent des situations pouvant correspondre a certaines suspensions colloidales reelles et montrent le caractere non universel du diagramme de phase du melange binaire de spheres dures. La methode proposee dans ce memoire permet donc une etude relativement systematique du role des forces attractives. Les resultats encourageants obtenus necessiteront cependant des controles par le biais de simulations, malgre les difficultes propres a celles-ci dans ces situations de grande dissymetries de taille.