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Exploring the phase diagram of electrolyte solutions under extreme conditions

Thèse d'Adriaan LUDL

Thèse soutenue le 28 septembre 2015 à 14h 30
IMPMC
Salle de conférence (salle 1)
4e étage - Tour 22-23
Université P. et M. Curie
4 Place Jussieu - 75005 Paris

Cotutelle 

Abstract

The aim of this work is the exploration of the phase diagram of NaCl-water solutions under the pressure and temperature conditions relevant for icy bodies such as Europa and Ganymede (temperatures from 77 K to 330 K and pressures up to 5 GPa). In experiments and simulations we search for amorphous and crystalline phases of ice at high-pressure, which can contain considerable amounts of salt (up to 10 % of by weight). We probe the existence of these salty ices, and characterize two exotic and pressure induced properties, polyamorphism and ionic inclusions in the ice lattice. We performed these studies by the combined use of neutron and X-ray diffraction, classical Molecular Dynamics and ab-initio calculations.

Étude du diagramme de phases des solutions d’électrolytes sous conditions extrêmes

Résumé

Le but de cette thèse est l’exploration du diagramme de phase des solutions NaCl dans l’eau sous des conditions de pression et température typiques des corps glacés tels Europe et Ganymède (de 77 à 300 K et jusqu’à 5 GPa). Nous avons étudié des phases de glaces amorphes et cristallines pouvant incorporer des quantités considérables de sel (jusqu’à 10 % de masse de sel). En outre de la mise en évidence de phases de glace salées, nous avons caractérisé deux propriétés exotiques induites sous pression, à savoir le polyamorphisme et l’inclusion des ions dans le réseau de la glace. Cette étude s’appuie sur des expériences de diffraction de neutrons et de rayons X sous haute pression, ainsi que des calculs de dynamique moléculaire classique et ab initio.

 

Composition du jury

  • Mme. BOVE Livia Eleonora - CR CNRS  - UPMC IMPMC, UMR 7590 - Université Pierre et Marie Curie - CNRS
  • Mme. DANIEL Isabelle - Professeur UCB-ENS Lyon - Observatoire de Lyon, Université Lyon 1
  • Mme. GALLO Paola - Professeur UDSR3 - Dipartimento di Matematica e Fisica - Università di Roma Tre
  • M. LOERTING Thomas - Professeur UI - Institute of Physical Chemistry, University of Innsbruck
  • M. SAN MIGUEL Alfonso - Professeur UCB - Institut Lumière Matière, UMR 5306 - Université Lyon 1 - CNRS
  • M. VUILLEUMIER Rodolphe - Professeur - UPMC-ENS Paris - Laboratoire PASTEUR, UMR 8640 ENS-CNRS-UPMC - Département de Chimie, École Normale Supérieure

25/09/17

Traductions :

    MATISSE en chiffres

    • 4 disciplines : Chimie, Physique, Sciences de la Terre, Patrimoine
    • 400 permanents

    Contact

    Direction

    Florence Babonneau

     

    Administration

    Laurence Bonnet-Lericque

    matisse @ upmc.fr

    Tél. 01 44 27 62 36

     

    Communication

    Emmanuel Sautjeau

    emmanuel.sautjeau @ upmc.fr