Les travaux seront réalisés au sein du laboratoire CEISAM hébergé par l’Université de Nantes. Le personnel contractuel recruté sera intégré à l’équipe ModES « Modélisation Et Spectroscopie » et travaillera directement avec le Dr Morgane VACHER.

L’un des processus les plus fondamentaux et les plus répandus en chimie est l’absorption de la lumière pour exciter les électrons des molécules et potentiellement induire une réaction chimique. En raison de l’excitation dans un état électronique excité, la distribution des électrons et donc la réactivité de la molécule diffèrent considérablement de celles de l’état fondamental. Grâce à ce processus conceptuellement simple mais complexe, la photochimie a considérablement élargi le spectre des réactions possibles par rapport à la chimie thermique. Malgré les applications actuelles des procédés photo-induits dans de nombreux domaines, l’utilisation pratique de la photochimie est limitée par l’efficacité quantique du procédé recherché, ce dernier étant presque toujours en compétition avec d’autres procédés. Un défi pour les chimistes d’aujourd’hui est donc de concevoir des systèmes moléculaires et des méthodes de contrôle optique plus efficaces pour chaque application souhaitée.

Cette thèse de doctorat fait partie du projet ERC ATTOP qui a débuté en octobre 2022. ATTOP est un projet de chimie théorique qui propose d’apporter les récents progrès technologiques en science attoseconde au domaine de la photochimie. Les impulsions lumineuses de si courte durée ont une large bande passante spectrale et excitent plusieurs états électroniques excités de manière simultanée et cohérente. Cette superposition, appelée « paquet d’ondes électronique », a une nouvelle distribution électronique et devrait donc conduire à une nouvelle réactivité chimique. Le but du projet est d’étudier l’atophotochimie pour les systèmes modèles. Cela nécessite un traitement précis de la cohérence électronique et donc des méthodes dynamiques très précises. La tâche consistera d’abord à simuler séparément les réactions photochimiques induites par des états électroniques individuels, et enfin par une superposition cohérente de ceux-ci. L’objectif est de proposer un paquet d’ondes électronique qui augmente significativement le rendement de la photoréaction. Un autre objectif est d’apprendre des réactions spécifiques simulées et de développer des règles générales d’intuition pour le nouveau domaine de l’atophotochimie. L’analyse visuelle du nuage électronique d’un paquet d’ondes électronique, associée au savoir-faire chimique, devrait en principe indiquer si la densité électronique d’un paquet d’ondes électronique a la forme appropriée pour diriger le mouvement nucléaire dans la direction souhaitée. Une analyse directe du résultat d’un calcul de chimie quantique pour le nombre infini de paquets d’ondes électroniques possibles serait fastidieuse, prendrait beaucoup de temps et serait sujette à des préjugés personnels. Un certain nombre d’outils ont été développés pour automatiser et quantifier l’analyse en photochimie traditionnelle. L’objectif ici est de développer de nouveaux descripteurs dédiés aux paquets d’ondes électroniques et de les utiliser pour évaluer l’adéquation d’un paquet d’ondes électronique pour une réaction chimique souhaitée.