Abstract FR:

Les aluminophosphates microporeux AIPO indice 4-n possèdent un large potentiel d'applications en tant que catalyseurs et adsorbants et présentent une affinité très particulière avec l'eau. L'hydratation de ces composés à structure zéolithique provoque généralement une modification réversible de leur structure, ce qui entraîne une altération de leurs propriétés. Ici, l'utilisation conjointe de résultats expérimentaux (RMN de l'aluminium et du phosphore, diffraction des rayons X, analyse thermique, spectroscopie infrarouge) et de calculs théoriques basés sur la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT) amène une meilleure compréhension des interactions entre molécules d'eau et AIPO indice 4-n. L'étude d'une structure modèle, l'AIPO (indice 4)-34, apporte des informations sur le comportement de l'eau dans les pores. Elle permet également de présenter les mécanismes d'hydratation et de déshydratation et de proposer une phase partiellement hydratée, en accord avec des résultats expérimentaux. Une synergie est proposée entre la diffraction et une approche par dynamique moléculaire. Une description des domaines de stabilité des phases hydratées est aussi développée. A l'aide de cette approche théorique, de nouvelles structures sont ensuites étudiées. Tout d'abord, grâce à la diffraction des rayons X et des calculs DFT, la maille complète de l'AIPO (indice 4)-36 calciné déshydraté est décrite. Ensuite, une étude expérimentale détaillée est complétée par une approche théorique statique et dynamique pour proposer des éléments de réponses sur la phase hydratée de l'AIPO (indice 4)-18. Afin de généraliser l'étude à des mailles plus complexes et des temps de calcul plus courts, une comparaison des méthodes théoriques avec des bases d'ondes planes ou des bases d'orbitales localisées est effectuée. Ce comparatif fournit, après optimisation de la base, des résultats structuraux similaires entre les deux méthodes. Enfin, un approche d'ordre N est mise en oeuvre avec succès sur les strucutres microporeuses étudiées.