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1.2. La polarisation explicite est-elle nécessaire ? 9
sous l’effet de la polarisation des molécules d’eau environnantes, il augmente et prend la
valeur ∼ 2.95 D [42]. Les propriétés de l’eau liquide peuvent toutefois être modélisées par
l’intermédiaire d’un potentiel additif de paires. De nombreux modèles, décrits de manière
extensive dans la revue de Guillot [43], font appel à un jeu de charges partielles fixes
représentatif du dipôle de l’eau en phase condensée. Les différentes propriétés chimiques
de l’eau peuvent ainsi être reproduites par des potentiels additifs spécifiques bien qu’aucun
de ces modèles n’ait la capacité de les décrire toutes précisément simultanément. Les
champs de force additifs de paires ont été, sont et seront sans aucun doute utilisés avec
succès pour modéliser une grande variété des processus chimiques. Ce constat conduit
légitimement à se poser la question de la nécessité de développer des champs de force
traitant explicitement les effets de polarisation à n-corps.
1.2 La polarisation explicite est-elle nécessaire ?
Depuis le début de l’utilisation des champs de force, la nécessité de traiter ex-
plicitement les effets de polarisation est source de nombreuses discussions [44]. Prenons
l’exemple de petits solutés peu polaires dans un milieu faiblement polarisant, un potentiel
additif de paires est tout à fait capable de reproduire bon nombre de propriétés physic-
ochimiques de ces systèmes, dont, par exemple, les énergies de solvatation [45–48]. Pour
modéliser de tels assemblages, il est peu pertinent d’alourdir inutilement la description
des interactions intermoléculaires. Pour des assemblages plus complexes, l’approximation
additive s’avère souvent suffisante pour rendre compte, si ce n’est quantitativement, au
moins qualitativement de la physique de ces systèmes. Par exemple, pour le canal ionique
de la gramicidine, il a clairement été montré que le traitement explicite de la polarisation
ne fournit qu’une correction marginale au profil d’énergie libre associé à la translocation
de cation sodium ou potassium au travers de cette protéine [49, 50].
Dans le cas de l’eau, le traitement explicite de la polarisabilité conduit à des conclu-
sions mitigées. La plupart des modèles polarisables, bien qu’améliorant sensiblement la
reproduction de certaines grandeurs ne permettent pas, à l’instar des modèles additifs, de
reproduire l’ensemble du spectre des propriétés physicochimiques de l’eau. Il est toutefois
difficile d’attribuer cette défaillance au seul problème de la polarisation. Le modèle
électrostatique, le modèle polarisable bien souvent isotrope ou bien encore l’absence du