Résumé -Mise au point de méthodes de simulation moléculaire en vue de la sélection d'adsorbants zéolithiques industriels -Plusieurs opérations industrielles recourent à des zéolithes comme adsorbants : séparation des aromatiques, séparation des isoalcanes à fort indice d'octane, élimination des composés soufrés des carburants. Une étape limitante dans la recherche des zéolithes appropriées pour ces procédés est la difficulté de prédire les comportements d'adsorption au moyen des modèles thermodynamiques classiques, ce qui requiert d'explorer de nombreuses possibilités par la voie expérimentale avant que des améliorations significatives soient obtenues. De manière à apporter une solution générale à ce type de problèmes, nous avons implanté des méthodes de simulation adaptées à une grande variété de systèmes. Divers types de biais statistiques (biais configurationnel, biais de réservoir) ont été associés au « parallel tempering » pour procurer un échantillonnage efficace de toutes les configurations possibles, y compris quand la mobilité des cations est considérée en même temps que l'adsorption de molécules. Les calculs d'énergie comprennent à la fois des contributions apolaires et électrostatiques. Ces possibilités sont regroupées dans un code de Monte Carlo unique, appelé GIBBS, qui peut prendre en compte des molécules linéaires, ramifiées, cycliques ou des molécules flexibles de forme plus complexe. Un effort particulier a été consacré au développement d'un champ de force polyvalent pour évaluer les interactions zéolithe-molécule. Le recours à ces méthodes est illustré par plusieurs exemples dans lesquels les résultats sont confrontés à des données expérimentales. Un premier exemple se rapporte à la compréhension du positionnement des cations dans les faujasites et son interaction avec l'adsorption de l'eau. Un deuxième exemple a trait à l'adsorption de n-alcanes dans les faujasites, où la prise en compte de l'énergie de polarisation permet une bonne transférabilité du potentiel zéolithe-alcanes. Enfin, nous discutons l'adsorption compétitive d'alkylmercaptans et des autres composants d'un gaz naturel à haute pression. Bien que ces méthodes de Monte Carlo méritent encore de nombreuses améliorations, elles procurent d'ores et déjà une contribution significative à la compréhension générale de l'adsorption compétitive et à la mise au point de meilleurs procédés.
Abstract