Elaboration de procédures de chimie quantique pour interpréter les spectres UV/visibles de catalyseurs intervenant dans les procédés utilisés par Solvay S.A. et ses filiales

Les procédés de polymérisation de l'éthylène et du propylène revêtent une importance économique considérable. Leur optimisation est une étape complexe à cause des nombreux équilibres physico-chimiques qui rendent difficile la compréhension des mécanismes réactionnels mis en jeu et la déduction de relations entre la nature des réactifs et les caractéristiques du produit final. A cet égard, l'utilisation in situ de la spectroscopie d'absorption UV/visible combinée à la simulation et l'interprétation des spectres par les méthodes de la chimie quantique s'avère être une voie prometteuse. Les méthodes de la chimie quantique présentent l'avantage de pouvoir modéliser pas à pas le mécanisme réactionnel et de mettre en évidence des structures et propriétés physico-chimiques de réactifs, produits et autres intermédiaires de réaction qui ne sont pas détectables par les différentes techniques expérimentales.

Notre projet vise la mise au point de procédures de chimie quantique de simulation et d'interprétation des spectres d'absorption UV/visible des catalyseurs de polymérisation du polyéthylène et du polypropylène afin de pouvoir suivre l'évolution de leurs structures électroniques et géométriques depuis l'étape de préparation du catalyseur jusqu'à la formation des produits en passant par l'étape de polymérisation. Seront considérés prioritairement les catalyseurs de type LTM (Late Transition Metal) et particulièrement ceux à base de fer; puis les catalyseurs Ziegler, métallocènes, ... Notre objectif final est donc l'amélioration des performances des catalyseurs via une compréhension accrue des mécanismes réactionnels et la caractérisation des espèces en présence.