Molécules et écoulements : conquêtes et défis dans leur simulation numérique

Overview & Synopsis

jeudi 30 août 2007-8:30 à 9:20-Amphi Esclangon La description fine des matériaux macromoléculaires nécessite de lever un certain nombre de verrous dont plusieurs sont à caractère numérique. Pour s'affranchir de telles descriptions il faudrait sans doute mettre en place des modélisations multi-échelles avec l'establishment de passerelles performantes entre les modèles aux différentes échelles. La description la plus fine a lieu à l'échelle atomique où la mécanique quantique permet, à priori, d'aboutir à la définition des potentiels interatomiques nécessaires pour mettre en place des simulations de type dynamique moléculaire. Aujourd'hui, la résolution de l'équation de Schrödinger (EDP), avec son caractère hautement multidimensionnel (où des effets relativistes ou ceux liés au spin peuvent être présents) reste encore un problème ouvert dans des configurations représentatives des systèmes physiques étudiés. Les simulations de type dynamique moléculaire (simulations discrètes par nature) nécessitent la considération d'un grand nombre d'atomes, de pas de temps très (parfois excessivement) petits et de potentiels d'interaction parfois incertains. Pour alléger les calculs, des modélisations plus grossières ont vu le jour : la méthode DPD où les noyaux de la dynamique moléculaires sont substitués par des ensembles d'atomes ; les méthodes issues de la dynamique Brownienne (Langevin, « Brownian configurations fields » …) où la simulation se focalise sur certaines entités et l'effet des autres volontairement « oubliées » est pris en compte par des actions aléatoires. A l'échelle au dessus, nous revenons sur le milieux continu, où les entités physiques perdent leurs identités et les modèles résultants deviennent décrits à partir d'une fonction de distribution définie sur l'espace physique (l'espace tridimensionnel traditionnel)