Thèse soutenue

Etudes des mécanismes de Nucléation Non-Photochimique Induite par Laser (NPLIN) : cas du Sulfate de Potassium et du Sulfate d'Ethylènediamine
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Auteur / Autrice : Melody Briard
Direction : Valérie Dupray
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 08/12/2022
Etablissement(s) : Normandie
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime)
Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation de la thèse : Université de Rouen Normandie (1966-....)
Laboratoire : Sciences et méthodes séparatives (Mont-Saint-Aignan (Seine-Maritime) ; 2000-...)
Jury : Président / Présidente : Samuel Petit
Examinateurs / Examinatrices : Clément Brandel, Nadine Mourougou-Candoni
Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Spasojevic de Biré, Andrew J. Alexander

Résumé

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La nucléation non-photochimique induite par laser (NPLIN) est un phénomène faisant appel à un laser pulsé à haute énergie, souvent nanoseconde, pour initier la nucleation au sein d’une solution sursaturée. La NPLIN permet un contrôle temporel de la nucléation (diminution du temps d’induction) ainsi qu’un contrôle spatial (nucleation dans la zone irradiée). Cependant, l’interaction entre le laser et la solution sursaturée, permettant la nucléation, n’est pas clairement définie. Plusieurs mécanismes ont été proposés pour expliquer le phénomène NPLIN, tel que l’Effet Kerr Optique (OKE), ou le chauffage de nanoparticules. L’objectif de cette thèse est d’aider à la compréhension du mécanisme NPLIN.En plus d'une analyse complète de la littérature concernant la NPLIN, ce manuscrit présente nos recherches sur deux composés : le sulfate de potassium et le sulfate d’éthylenediamine. Il a été démontré pour chacun l’influence du laser sur la réduction du temps d’induction par rapport à une nucleation spontanée. Dans le cas du sulfate de potassium, l’influence de la composition en gaz dissout dans la solution a été examiné dans le but d’évaluer le mécanisme de cavitation. Dans le cas du sulfate d’éthylenediamine, l’influence de la filtration et du dopage des solutions par ajout volontaire de particules a été examiné. De plus, la chiralité supramoléculaire du sulfate d’éthylenediamine a permis d’étudier la possibilité d’un contrôle stéréosélectif du NPLIN. Enfin, les différents mécanismes sont discutés en lien avec les résultats obtenus , permettant d’ouvrir de nouvelles voies de recherches concernant la NPLIN.