Une methodologie revolutionnaire pour modeliser les verres de polymeres ultrastables

A revolutionary methodology for modeling ultrastable polymer glasses

• Auteur / Autrice : Romain Simon
• Direction : Ludovic Berthier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique et Astrophysique
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Information, Structures, Systèmes
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : L2C - Laboratoire Charles Coulomb
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Axe de Recherche Physique Théorique

Mots clés

Mots clés libres

Matiere molle

Physique Statistique

Simulation Numerique

Statistical physics

Numerical simulations

Soft matter

Résumé

Les polymeres representent une large gamme de materiaux avec de nombreuses applications industrielles. En particulier, les polymeres sont utilises dans leur phase vitreuse pour de nombreux usages. La simulation numerique represente un outil de choix pour en etudier et en predire les proprietes physiques, mais les methodes actuelles sont pour l'instant tellement limitees en temps de calcul qu'il est encore difficile de preparer des polymeres vitreux dans une simulation numerique avec des proprietes mecaniques ou thermodynamiques realistes. Les polymeres representent en fait l'une des composantes d'une classe plus large de materiaux qui peuvent former des phases vitreuses. Le probleme de la transition vitreuse reste a l'heure actuelle un probleme ouvert important pour la physique theorique et la mecanique statistique [1]. Recemment une nouvelle methode de Monte Carlo a ete proposee qui permet de preparer dans des simulations numeriques de modeles simples de formateur de verres des verres avec une histoire thermique realiste du point de vue des experiences [2]. Il s'agira dans cette these d'etendre a des modeles simples de polymeres une methode de simulation Monte Carlo recemment developpee [2] pour la simulation des verres modeles composes d'atomes simples (comme des verres metalliques), en prenant en compte la specificite moleculaire des chaines de polymeres. Ultimement, nous esperons faire progresser la comprehension des proprietes physiques et de la nature de la phase amorphe des polymeres.

Polymers represent a wide range of materials with numerous industrial applications. In particular, polymers are used in their vitreous phase for many uses. Numerical simulation represents a tool of choice for studying and predicting their physical properties, but current methods are currently so limited in computation time that it is still difficult to prepare vitreous polymers in a numerical simulation with realistic mechanical or thermodynamic properties. Polymers are in fact one component of a larger class of materials that can form glassy phases. The problem of the glass transition remains at present an important open problem for theoretical physics and statistical mechanics [1]. Recently a new Monte Carlo method has been proposed which allows to prepare in numerical simulations of simple glass former models glasses with a realistic thermal history from the point of view of experiments [2]. This thesis will extend to simple models of polymers a Monte Carlo simulation method recently developed [2] for the simulation of model glasses composed of simple atoms (such as metallic glasses), taking into account the molecular specificity of polymer chains. Ultimately, we hope to advance our understanding of the physical properties and nature of the amorphous phase of polymers.