Дисертації з теми "Logiciel de chimie HSC"

Le lithium est un composant majeur des batteries Li-ion, utilisées dans la fabrication de nombreux appareils électroniques portables. La transition énergétique entraîne le passage des véhicules thermiques aux véhicules électriques et hybrides, qui repose principalement sur l'utilisation de batteries Li-ion pour le stockage réversible de l'énergie. Le développement des véhicules électriques basés sur la technologie lithium-ion est à l'origine d'une demande record de sel de lithium (principalement carbonate et hydroxyde de lithium). Le spodumène est la principale source de lithium à partir de minerais. Son traitement nécessite une transformation de phase de la forme α à la forme β, suivie d'un grillage conduisant à la formation d'un sel de lithium après des étapes de lixiviation, de purification et de récupération. Dans cette thèse, le concentré de spodumène de la région de Pilbara en Australie occidentale a été caractérisé pour le traitement thermique et hydrométallurgique. Le traitement thermique est responsable de la formation de fissures dans les grains qui deviennent plus visibles avec l'augmentation de la température. La désintégration du matériau, la fusion et l'agglomération avec les minéraux contenus dans la gangue ont également été observées en augmentant la température jusqu'à 1050 °C. Des énergies d'activation apparentes de 655±20 kJ mol-1 ont été calculées pour la transformation de l'α-spodumène, ce qui confirme une forte dépendance à la température pour les transformations polymorphes du spodumène. Par la suite, nous avons étudié une voie alternative aux méthodes conventionnelles (procédé à l'acide sulfurique) pour traiter le concentré de spodumène dans le but de réduire la consommation d'énergie élevée des étapes de transformation de phase et de grillage au sulfate. Pour ce faire, nous avons procédé à la chloration directe de l'α-spodumène avec du chlorure de calcium, suivie d'une lixiviation à l'eau du résidu pour récupérer le chlorure de lithium. L'analyse du résidu obtenu après lixiviation a indiqué que la forme α était le seul polymorphe présent, ce qui suggère que l'extraction se fait directement à partir de la phase α. Dans des conditions optimales, un traitement thermique à 1000 °C pendant 60 minutes du concentré de spodumène en présence de chlorure de calcium à un rapport molaire chlorure de calcium/spodumène de 2,0 est nécessaire pour extraire près de 90 % du lithium et récupérer 85 % dans la liqueur de lixiviation. Une énergie d'activation apparente d'environ 122±6 kJ mol-1 a été calculée pour des températures allant de 800 à 950 ℃. La liqueur obtenue après lixiviation a été purifiée par échange d'ions et extraction par solvant afin de récupérer du chlorure de lithium d'une pureté suffisante pour être considéré comme un précurseur dans la production de matériaux pour batteries au lithium-ion
Lithium is a major component of Li-ion batteries, used in the manufacture of many portable electronic devices. The energy transition is driving the shift from thermal to electric and hybrid vehicles, which relies mainly on the use of Li-ion batteries for reversible energy storage. The development of electric vehicles based on lithium-ion technology is responsible for a record demand for lithium salt (mainly lithium carbonate and hydroxide). Spodumene is the main source of lithium from ores. Its processing requires a phase transformation from α-form to β-form, followed by roasting leading to the formation of a lithium salt after a leaching, purification, and recovery steps. In this thesis, spodumene concentrate from the Pilbara region of Western Australia was characterized for thermal and hydrometallurgical processing. Heat treatment is responsible for the formation of cracks in the grains which become more noticeable with increasing temperature. Disintegration of the material, melting and agglomeration with minerals contained in the gangue have also been observed by increasing the temperature up to 1050 °C. Apparent activation energies of 655±20 kJ mol-1 was calculated for the transformation of α-spodumene which confirms a strong temperature dependence for polymorphic transformations of spodumene. Subsequently, we investigated an alternative route to conventional methods (sulphuric acid process) to treat the spodumene concentrate with the aim of reducing the high energy consumption of the phase transformation and sulphate roasting steps. This was achieved by direct chlorination of α-spodumene with calcium chloride, followed by water leaching of the residue to recover lithium chloride. Analysis of the residue obtained after leaching indicated that the α-form was the only polymorph present, suggesting that extraction occurs directly from the α-phase. Under optimal conditions, heat treatment at 1000 °C for 60 minutes of the spodumene concentrate in the presence of calcium chloride at a calcium chloride/spodumene molar ratio of 2.0 is required to extract nearly 90% of lithium and recover 85% in the leach liquor. An apparent activation energy of about 122±6 kJ mol-1 was calculated for temperatures ranging from 800 to 950 ℃. The liquor obtained after leaching was purified by ion exchange and solvent extraction to recover lithium chloride of sufficient purity for consideration as a precursor in the production of lithium-ion battery materials

Cette these presente l'ensemble de la realisation d'un logiciel d'enseignement assiste par ordinateur en chimie, nomme atomol, et destine aux etudiants de premiere annee universitaire. Le logiciel propose des problemes et des exercices portant sur des concepts de chimie, comme l'ecriture de formules de lewis, la determination de la geometrie des molecules par la methode de gillespie, l'attribution de la configuration r ou s et de la stereochimie z ou e. Le logiciel doit aider l'etudiant a acquerir un certain savoir-faire grace a un entrainement repetitif. La modelisation de l'expertise chimique s'appuie sur une representation a objets des molecules, a laquelle sont associees des fonctions de perception chimique de meme type que celles qui sont utilisees en synthese assistee par ordinateur. Le logiciel est concu pour s'adapter au profil d'un etudiant donne en prenant en compte le travail deja effectue par celui-ci. En particulier, plusieurs modes de travail et de resolution de problemes sont proposes. Par la meme occasion, l'enseignant peut controler l'evolution d'un etudiant. L'acces a l'ensemble des fonctionnalites du logiciel se fait par une interface graphique sophistiquee

La famille des protéines kinases est impliquée dans plusieurs processus de contrôle des cellules, comme la division ou la signalisation cellulaire. Elle est souvent associée à des pathologies graves, dont le cancer, et représente ainsi une famille de cibles thérapeutiques importantes en chimie médicinale. A l’heure actuelle, il est difficile de concevoir des inhibiteurs de protéines kinases novateurs, notamment par manque de sélectivité du fait de la grande similarité existant entre les sites actifs de ces protéines. Une méthode expérimentale ayant fait ses preuves et aujourd’hui largement utilisée dans la conception de composés innovants est l’approche par fragments. Nous avons donc développé notre propre logiciel, Frags2Drugs, qui utilise cette approche pour construire des molécules bioactives. Frags2Drugs repose sur les données expérimentales disponibles publiquement, plus particulièrement sur les structures des ligands co-cristallisés avec des protéines kinases. Nous avons tout d’abord élaboré une méthode de fragmentation de ces ligands afin d’obtenir une librairie de plusieurs milliers de fragments tridimensionnels. Cette librairie est alors stockée sous la forme d'un graphe où chaque fragment est modélisé par un nœud et chaque relation entre deux fragments, représentant une liaison chimique possible entre eux, par une arête. Nous avons ensuite développé un algorithme permettant de calculer toutes les combinaisons possibles de tous les fragments disponibles, et ce directement dans le site actif de la cible. Notre programme Frags2Drugs peut créer rapidement des milliers de molécules à partir d’un fragment initial défini par l’utilisateur. De plus, de nombreuses méthodes ont été implémentées pour filtrer les résultats afin de ne conserver que les composés les plus prometteurs. Le logiciel a été validé sur trois protéines kinases impliquées dans différents cancers. Les molécules proposées ont ensuite été synthétisées et ont montré d’excellentes activités in vitro
Kinases belong to a family of proteins greatly involved in several aspects of cell control including division or signaling. They are often associated with serious pathologies such as cancer. Therefore, they represent important therapeutic targets in medicinal chemistry. Currently, it has become difficult to design new innovative kinase inhibitors, particularly since the active site of these proteins share a great similarity causing selectivity issues. One of the main used experimental method is fragment-based drug design. Thus, we developed our own software, Frags2Drugs, which uses this approach to build bioactive molecules. Frags2Drugs relies on publicly available experimental data, especially co-crystallized ligands bound to protein kinase structure. We first developed a new fragmentation method to acquire our library composed of thousands of three-dimensional fragments. Our library is then stored as a graph object where each fragment corresponds to a node and each relation, representing a possible chemical bond between fragments, to a link between the two concerned nodes. We have afterwards developed an algorithm to calculate all possible combinations between each available fragment, directly in the binding site of the target. Our program Frags2Drugs can quickly create thousands of molecules from an initial user-defined fragment (the seed). In addition, many methods for filtering the results, in order to retain only the most promising compounds, were also implemented. The software were validated on three protein kinases involved in different cancers. The proposed molecules were then synthesized and show excellent in vitro activity

Afin d'etudier de maniere systematique l'influence des conditions d'injection sur les criteres de recuperation (quantite recuperee, rendement et purete) en chromatographie liquide preparative, nous avons developpe un programme, craigsim, permettant la modelisation des profils de pics dans des conditions de surcharge. L'utilisation de ce programme a permis de confirmer l'existence de conditions optimales d'injection pour lesquelles la quantite recuperee est maximale et de mettre en evidence les phenomenes regissant l'optimum. Ces conditions d'injection optimales varient avec l'efficacite de la colonne. Ceci pose un reel probleme si on s'interesse a la transposition analytique-preparative. En effet, cela signifie qu'une separation optimisee sur la colonne analytique ne peut etre transposee sur la colonne preparative que si les deux colonnes ont meme efficacite. Par ailleurs, la complexite des phenomenes mis en jeu et la difficulte de l'optimisation rendent la collection du solute d'interet laborieuse et inadaptee a une chromatographie liquide preparative de laboratoire. Aussi, d'autres modes de collection ont ete envisages. Pour la recuperation d'un solute elue en tete, le fractionnement a la vallee a partir de bandes chevauchantes est une methode performante; pour le solute 2, la collecte au voisinage de la fin du pic 1 permet la recuperation d'une fraction de bonne purete. Dans ce dernier cas, le point de coupe est calcule a priori a partir de differentes equations. Un certain nombre de points ont ete verifies experimentalement

Une tendance actuelle en synthese organique consiste a concevoir des reactions tandem (ou domino ou en cascade). Ces reactions permettent de construire rapidement des molecules complexes en une seule sequence reactionnelle. La decouverte de telles sequences au moyen de logiciels de synthese assistee se fait en plusieurs etapes : construction des precurseurs de la cible, sauvegarde sur disque, puis analyse des precurseurs interessants, etc. Cette approche presente une certaine lourdeur pour une exploitation verticale de l'arbre de synthese qui, lui, est construit horizontalement. Le logiciel holowin a ete developpe pour rechercher par ordinateur des strategies faisant intervenir des reactions tandem. Holowin tire pleinement partie de l'environnement convivial de windows. Le chimiste soumet une molecule cible a l'ordinateur et lance l'analyse. Le programme construit les precurseurs et les presente a tour de role a l'ecran. Si le precurseur affiche est interessant, le chimiste peut en demander directement l'analyse dans une nouvelle fenetre. Ceci peut etre repete sur plusieurs niveaux. Le chimiste peut ensuite revenir en arriere et continuer l'analyse ou il s'etait arrete. Cette approche permet une analyse a la fois verticale et horizontale de l'arbre de synthese. La recherche de strategies de synthese peut ainsi se faire a l'aide de quelques clicks de souris. D'autre part un des problemes en synthese assistee est le codage des reactions. Une etude a ete entreprise afin d'extraire automatiquement les reactions des bases de donnees reaccs et isis pour les coder dans le logiciel holowin.

Étude de manière synthétique de différentes approches pour la réalisation du transfert d'expertise, afin de mieux comprendre les différences, les similitudes et les domaines privilégiés des outils disponibles

La maîtrise de l'acidité d'un vin constitue un enjeu important. Ce paramètre conditionne les propriétés organoleptiques, la présence de troubles d'origines diverses et développement de microorganismes. Dans certaines situations, des corrections d'acidité du vin (acidification ou désacidification) s'avèrent nécessaires. De nos jours, l'opération de désacidification pose encore quelques problèmes, notamment lorsque le vin possède un fort excès d'acide malique par rapport à l'acide tartrique. En effet, s'il est facile de précipiter les sels de l'acide tartrique, il est en revanche moins aisé d'éliminer l'acide malique qui possède de moins bonnes propriétés gustatives et une stabilité microbiologique plus faible que l'acide tartrique. Le premier objectif de la thèse porte sur la mise au point d'un procédé de sésacidification efficace pour tout type de vin. Tout d'abord, les diverses espèces maliques hydratées susceptibles de cristalliser sont identifiées : ce sont les malates de calcium. Des expériences de sésacidification sont ensuite effectuées à l'échelle du laboratoire, sur des solutions modèles et sur des vins, de façon à déterminer les meilleures conditions opératoires. Le deuxième objectif de l'étude consiste à perfectionner pour les professionnels de l'oenologie, un logiciel (MEXTAR) de prédiction de l'acidité et de la stabilité tartrique des vins. A partir d'un minimum de déterminations analytiquyes usuelles relatives au vin étudié, Mextar simule les opérations d'acidification, de désacidification, la fermentation malolactique et les précipitations tartriques.

Ce travail de thèse s’inscrit dans le domaine de la chimie métallo-supramoléculaire. Plus particulièrement, nous avons développé une chimie d’auto-assemblage afin de créer des architectures à plusieurs composants formés à partir de motifs TiO4N2. D’un point de vue synthétique, l’objectif de ce travail résidait dans l’analyse des conséquences de modifications structurales apportées à l’un des composants, le ligand azoté bidentate, sur la nature des architectures générées. C’est autour du ligand 2,2’-bipyrimidine que ces variations structurales se sont concentrées. En effet, c’est à partir de ce ligand que l’hélicate circulaire [Ti3(L)3(bpym)3], qui nous a servi de composé de référence tout au long de cette thèse, a été créé. Le premier facteur examiné concernait l’introduction de groupements de taille croissante sur le squelette de la 2,2’-bipyrimidine. Puis, la conséquence d’une réduction de la taille d’un des cycles du ligand azoté bidentate a été évaluée. Enfin, la denticité du ligand azoté a été changée. Le deuxième but de cette thèse était d’explorer l’importance relative des facteurs enthalpiques et entropiques dans des réactions d’auto-assemblage à base de métaux de transition. Nous avons pu ainsi proposer une méthodologie générale de modélisation thermodynamique qui ne fait appel qu’au seul logiciel PACHA, moyennant la connaissance des structures tridimensionnelles des produits de départ et d’arrivée
The subject of this thesis belongs to the field of metallosupramolecular chemistry. We have developed a self-assembled chemistry in order to create multicomponent architectures formed around TiO4N2 units. From a synthetic point of view, the major goal of this work was to analyse the consequences of structural variations performed on one component on the resulting self- assembled architectures. These variations involved the 2,2'-bipyrimidine ligand as this ligand was employed to create a circular helicate [Ti3(L)3(bpym)3], which was used as a reference compound throughout this thesis. The first factor considered concerns the introduction of groups of different sizes on the backbone of the 2,2'-bipyrimidine. Then, the consequence of a ring size reduction of the nitrogenous bidentate ligand was evaluated. Finally, the denticity of the nitrogenous ligand was changed. The second aim of this thesis was to model the enthalpy and entropy factors governing these self-assembled reactions driven by titanium (IV) centers. We were able to propose a general thermodynamic modeling methodology by using the PACHA software, through the sole knowledge of crystalline structures of the starting and final products

Cette thèse présente un modèle thermodynamique et cinétique des interactions entre un fluide et des solutions solides idéales à plusieurs pôles. La réaction entre une solution solide et la solution aqueuse résulte de la compétition entre la dissolution stoechiométrique de la solution solide initiale et la coprécipitation de la solution solide la moins soluble dans le fluide à l'instant considéré. Ce modèle a été intégré au logiciel de transport réactif en milieu poreux archimède, puis appliqué à divers exemples. Dans le cas de solutions solides binaires, une méthode graphique a permis de déterminer les compositions des solutions solides qui précipitent, à l'aide des potentiels chimiques des pôles. Le logiciel ainsi obtenu pourrait être utilisé pour modéliser notamment la diagenese des réservoirs pétroliers argileux ou carbonates, ou la dispersion de polluants dans le sol
This thesis presents a thermodynamic and kinetic model of interactions between a fluid and ideal solid solutions represented by several end-members. The reaction between a solid solution and the aqueous solution results from the competition between the stoechiometric dissolution of the initial solid solution and the initial solid solution and the coprecipitation of the least soluble solid solution in the fluid at considered time. This model was implemented in archimede, a computer code of reactive transport in porous media, then applied to various examples. In the case of binary solid solutions, a graphical method allowed to determine the compositions of the precipitating solid solutions, by means of the end-member chemical potentials. The obtained program could be used to notably model the diagenesis of clayey or carbonated oil reservoirs, or the ground pollutant dispersion

Ce travail entre dans le cadre du projet de stockage souterrain de déchets radioactifs. Il concerne l'étude de la migration de radionucléides à travers des argiles. Le phénomène de transport considéré comme majoritaire dans ces matériaux étant la diffusion, des expériences de diffusion sont menées pour caractériser le transfert de radioéléments. La durée de ces essais est particulièrement longue, lorsque les espèces considérées présentent des affinités chimiques importantes avec le matériau. Une solution alternative consiste à estimer d'une part les propriétés de diffusion à l'aide de mesures effectuées avec un traceur de l'eau (espèce non réactive), les interactions chimiques étant d'autre part déduites d'expériences réalisées en tubes à essais. Ces données sont alors utilisées pour simuler le transfert de ces éléments à l'aide d'outils numériques permettant de traiter le couplage chimie-diffusion. L'objectif de cette thèse est de tester la validité d'une telle approche, en comparant les simulations aux résultats d'expériences de diffusion réalisées avec des espèces inter agissantes. Le sujet est envisagé dans le cas du transfert de césium, lithium et sodium à travers une bentonite sodique. Les expériences de diffusion sont réalisées par la technique de la through-diffusion. La comparaison entre l'expérience et le modèle montre que la méthodologie proposée tend à sous-estimer la propagation des espèces considérées. Les écarts pourraient être dus à la présence de diffusion surfacique et à la diminution de l'accessibilité aux sites de fixation entre les suspensions d'argile en tubes à essais d'une part et les échantillons compactes d'autre part. Par ailleurs, une étude de l'influence des dispositifs expérimentaux utilisés pour réaliser les essais de diffusion sur les mesures a montré qu'ils doivent être pris en compte lors de l'interprétation des données expérimentales. Un modèle spécifique a donc été développé à l'aide du code de calcul CASTEM 2000

Le système expert OASIS est un système d'élaboration des chemins de synthèse en chimie organique. Nous avons d'abord développé un modèle général de représentation de problèmes - le modèle de l'espace d'états avec abstration de concepts - qui est un affinement de la notion d'espace d'états classique en y introduisant un niveau de concepts d'abstraction de plus par rapport au niveau des concepts de base. Ce modèle décrit le domaine d'un problème donné en trois parties

Le but ultime de ce travail est la réalisation d'un logiciel de calcul de chimie quantique ab initio utilisant une base d'orbitales atomiques de Slater et capable d'évaluer les déplacements chimiques de RMN. Pour traiter le cas compliqué des intégrales multicentriques, nous avons utilisé la méthode de la transformée de Fourier des fonctions B. Un développement original des termes d'ordres non-nuls est présenté. Les expressions obtenues impliquent des intégrales semi-infinies dont l'intégrande est très oscillante. Dans ce travail, nous avons mis au point de nouveaux algorithmes récursifs de la (permittivité) de Wynn, du (u )de Levin et de la transformation non-linéaire SD, extrêmement rapides et qui garantissent la précision du résultat final. Les tableaux de résultats montrent l'efficacité de ces approches et plus particulièrement de SD pour accélérer la convergence des intégrales semi-finies. Les résultats obtenus permettent d'envisager la programmation d'un logiciel ab initio utilisant nos algorthimes.

La connaissance de l'organisation structurale des materiaux amorphes est une necessite pour la comprehension et l'amelioration de leurs proprietes chimiques et physiques. Deux techniques ont ete employees dans ce but: la diffusion des rayons x aux grands angles ou laxs (large angle x-ray scattering) et la spectroscopie d'absorption des rayons x ou exafs (extended x-ray absorption fine structure). La mise en oeuvre de ces techniques a ete facilitee par des progres methodologiques. Un spectrometre exafs de laboratoire fonctionnant en mode dispersif a egalement ete realise dans le cadre de ce travail. Un logiciel de modelisation moleculaire a ete developpe afin de remedier aux difficultes liees a l'etendue et a la complexite des structures etudiees. Ce logiciel permet: 1) la construction, le controle et la representation des modeles; 2) l'interconnexion des differentes techniques mises en uvre pour aboutir a une representation non ambigue de l'organisation locale. Un systeme complet d'etude structurale des composes amorphes denomme lasip (liquid and amorphous structure investigation package) a ainsi ete concu autour de ce logiciel lamm (liquid and amorphous molecular modelling). Cet ensemble de techniques experimentales et de methodes de calcul a ete applique a l'etude de differents materiaux en chimie inorganique et de coordination

Les caractéristiques d'une réaction chimique sont largement déterminées par les structures moléculaires associées au réactif, au produit, à l'état de transition et au chemin qui les relie. Par conséquent, localiser les points stationnaires sur la surface du potentiel moléculaire est la première étape vers une modélisation numérique réussie. Mathématiquement, les réactifs, les produits et les intermédiaires réactifs sont des minima locaux sur la surface d'énergie potentielle. Deux minima locaux sont reliés par un point stationnaire qui est un maximum le long du chemin de réaction mais un minimum dans toutes les autres directions. Ce point de selle est appelé l'état de transition (TS) entre les deux minima locaux. Une fois que tous les points stationnaires importants sur la surface du potentiel ont été localisés, on peut modéliser l'ensemble du processus de réaction, y compris le (s) mécanisme (s) de la réaction et ses propriétés cinétiques et thermodynamiques (vitesse de réaction, constante d'équilibre, exothermicité, etc. réactions en plusieurs étapes, l'existence d'intermédiaire (s) complique le mécanisme de réaction. De plus, il peut y avoir plusieurs chemins de réaction possibles, dans lesquels différentes structures intermédiaires relient les mêmes réactifs et produits. Dans ces scénarios compliqués, avoir un chemin complet d'énergie minimale montrant La manière dont les réactifs et les produits sont reliés par diverses séquences de structures est particulièrement utile, car elle fournit aux chercheurs des détails atomistiques sur le mécanisme de réaction. Cela peut être utile, par exemple, pour concevoir de meilleurs catalyseurs. [...]
The characteristics of a chemical reaction are largely determined by the molecular structures associated with the reactant, the product, the transition state, and the path connecting them. Therefore, locating the stationary points on the molecular potential surface is the first step towards successful numerical modeling. Mathematically, reactants, products, and reactive intermediates are local minima on the potential energy surface. Two local minima are connected by a stationary point which is a maximum along the reaction path but a minimum in all other directions. This saddle point is called the transition state (TS) between the two local minima. Once all the important stationary points on the potential surface have been located, one can model the whole reaction process, including the mechanism(s) of the reaction and its kinetic and thermodynamic properties (reaction rate, equilibrium constant, exothermicity, etc.. For multistep reactions, the existence of intermediate(s) complicates the reaction mechanism. In addition, there may be multiple possible reaction paths, wherein different intermediate structures connect the same reactants and products. In these complicated scenarios, having a full minimum-energy path showing how reactants and products are connected by various sequences of structures is especially useful, as it provides researchers with atomistic detail about the reaction mechanism. This can be useful, for example, for designing better catalysts. [...]

Cette thèse a pour but de développer le pendant in silico des étapes clés du Fragment-Based Drug Design (FBDD), et ce dans le cadre plus général du développement de l'outil S4MPLE. Le FBDD génère des ligands drug-like à partir de petites molécules (fragments). Après une étape de validation de S4MPLE et de sa fonction d'énergie, un recentrage autour du FBDD est réalisé, à travers le docking puis l'optimisation virtuelle de fragments par growing ou linking (G/L). Cette stratégie reposesur 1) la création d'une chimiothèque focalisée en connectant un ou deux fragment(s) avec des linkers pré-générés, et 2) l'échantillonnage avec S4MPLE des composés chimères dans le site avec des contraintes. Des simulations de G/L plus ou moins ambitieuses (site flexible, ajout de H2O libres) permettent de valider cette approche avec des études rétrospectives basées sur des données expérimentales. La dernière phase de la thèse a consisté à appliquer ce protocole in silico à un projet de l'entreprise.

Dans le domaine du génie chimique, les ingénieurs tracent des courbes pour analyser les données recueillies. Une fois validée, cette connaissance est exploitée, en combinaison avec d'autres savoirs, sous forme de tâches. Cette thèse présente une architecture capable d'enchaîner n'importe quel type de tâches et de visualiser des courbes, appliquée à un problème d'aide à la conception de procédé de raffinage. L'architecture proposée repose sur une analyse objets des raisonnements, où figurent les notions de relations (inversibles ou non) et de flux du point de vue statique, de problèmes et de tâches du point de vue dynamique. Le module de visualisation exploite toutes les sortes de relations entre les variables et s'appuie sur des méthodes élaborées de tracé, dont deux sont nouvelles : la première s'inspire d'exemples a priori comme dans le raisonnement à base de cas, la seconde utilise les notions de monotonie et de concavité pour déduire des lignes dans un ensemble de points. L'application est exposée dans le détail et conduit à une analyse des problèmes de conception, et nous avons développé notamment une nouvelle classification de ces systèmes.

Ce travail, réalisé dans le cadre du projet Geant4-DNA, consiste à concevoir un prototype pour la simulation des effets chimiques précoces des rayonnements ionisants. Le modèle de simulation étudié repose sur la représentation particule-continuum où toutes les molécules sont explicitement simulées et où le solvant est traité comme un continuum. La méthode proposée par cette thèse a pour but d'améliorer les performances de ce type de simulation. Elle se base sur (1) la combinaison d'une méthode de pas en temps dynamiques avec un processus de pont Brownien pour la prise en compte des réactions chimiques et afin d'éviter une simulation à pas en temps fixe, coûteuse en temps de calcul, et (2) sur la structure de données k-d tree pour la recherche du voisin le plus proche permettant, pour une molécule donnée, une localisation rapide du réactif le plus proche. La précision de l'algorithme est démontrée par la comparaison des rendements radiochimiques en fonction du temps et en fonction du transfert d'énergie linéaire avec des résultats d'autres codes Monte-Carlo et des données expérimentales. A partir de ce prototype, une tentative de prédiction du nombre et du type d'interactions radicaux-ADN a été entreprise basée sur d'une description simplifiée du noyau cellulaire
The purpose of this work, performed under the Geant4-DNA project, is to design a prototype for simulating early chemical effects of ionizing radiation. The studied simulation model is based on the particle-continuum representation where all the molecules are explicitly simulated, and where the solvent is treated as a continuum. The method proposed by this thesis aims at improving the performance of this type of simulation. It is based on (1) a dynamical time steps method with a Brownian bridge process, to account for chemical reactions, which avoids the costly fixed time-step simulations, and (2) on the k-d tree data structure for quickly locating, for a given molecule, its closest reactants. The accuracy of the algorithm is demonstrated by comparing radiochemical yields over time and depending on the linear energy transfer with results obtained from other Monte Carlo codes and experimental data. Using this prototype, an attempt to predict the number and type of radical attacks on DNA has been performed using a simplified description of the cell nucleus