Modélisation Moléculaire de la Matière Organique Naturelle
Contexte
La matière organique naturelle (MON) joue un rôle clé dans le devenir des radionucléides en contrôlant leur spéciation, leur mobilité et leur biodisponibilité dans les milieux naturels. Sa composition chimique complexe, constituée d’un large éventail de fonctions organiques (carboxyliques, phénoliques, aromatiques, etc.), ainsi que son organisation structurale hétérogène, conduisent encore à des descriptions macroscopiques, sans lien explicite avec les mécanismes à l’échelle moléculaire. Des observations expérimentales suggèrent l’existence de sites de complexation variés, en surface ou au sein de structures supramoléculaires dynamiques. La distribution, la nature et l’accessibilité de ces sites contrôlent fortement les interactions avec les radionucléides, mais restent difficilement caractérisables de manière directe. Dans ce contexte, le couplage entre caractérisations expérimentales et modélisation moléculaire apparaît essentiel pour relier composition, structure et propriétés de la MON. Dans le contexte du cycle du combustible nucléaire et de l’étude des environnements impactés, une meilleure compréhension des interactions entre la MON et les radionucléides constitue un enjeu majeur pour prédire leur comportement dans les milieux naturels. Cette thèse vise à contribuer à cet objectif en développant une approche multi-échelle reliant observations expérimentales et description moléculaire, afin d’apporter une compréhension mécanistique des phénomènes observés.
Objectifs de la thèse
L’objectif est de développer une description moléculaire réaliste de la MON, contrainte par des données expérimentales. Le travail s’articulera autour de :
- Construction de modèles moléculaires représentatifs
- Simulations de dynamique moléculaire (organisation, agrégation)
- Identification des sites de complexation des radionucléides
- Analyse des interactions et mécanismes de rétention/mobilité Une interaction étroite avec les données expérimentales garantira la pertinence des modèles développés.
Profil recherché
Nous recherchons un(e) candidat(e) avec :
- Formation en physico-chimie, chimie théorique ou modélisation moléculaire
- Compétences en modélisation moléculaire
- Programmation scientifique (Python, Bash, C/C++, etc.)
- Intérêt pour l’interdisciplinarité
- Bon niveau en anglais scientifique
Financement
La thèse est proposée avec un co-financement APED (PEPR amont du nucléaire) et dans le cadre d’une candidature à un co-financement IMT Atlantique. Le co-financement IMT Atlantique sera attribué après examen des dossiers des candidats proposés. Début de thèse prévu à l’automne 2026.
Candidature
Envoyer CV et lettre de motivation à : Sébastien Le Crom (slecrom@subatech.in2p3.fr)