Brevet FR3081601A1 — publié le 20191129

L'invention concerne le domaine de la détermination prédictive des propriétés physico-chimiques des solutions. La détermination prédictive des propriétés physico-chimiques d'une solution présente un intérêt industriel très important. En effet, une installation industrielle étant amenée à traiter des volumes importants, il est important de maitriser au mieux les différents paramètres d'un processus de fabrication mettant en oeuvre une solution, afin de s'assurer de la bonne adéquation de l'installation avec le calibrage du processus. Par exemple, certaines installations ne pourront pas gérer des volumes trop importants, d'autres ne pourront gérer que des liquides et il conviendra donc de s'assurer qu'aucun phénomène d'ébullition n'intervient, d'autres encore pourront gérer des gaz mais seulement dans une gamme de pression donnée au-delà de laquelle des problèmes de sécurité surgiront. De même il peut être intéressant de connaître précisément la quantité d'énergie calorifique à fournir à un produit en vue de sa cuisson ou de sa transformation afin d'éviter d'autres réactions parasites et une surconsommation d'énergie. La détermination des paramètres et le calibrage des installations industrielles revêt donc une importance majeure. Bien qu'il soit parfois possible d'effectuer ce calibrage par essai-erreur, cette méthode n'est pas toujours satisfaisante car elle ne permet pas de s'assurer que l'on est dans des conditions optimales. Dès lors, l'utilisation de méthodes de détermination prédictives, par exemple mises en oeuvre par des logiciels de simulation, sont particulièrement intéressantes. Ces méthodes de détermination prédictives permettent de modéliser les coefficients d'activité ou les potentiels chimiques de molécules. A ce titre, il est connu des documents W02015175387 et W02012051242 de modéliser le coefficient d'activité d'une molécule dans une solution d'intérêt en approchant chaque molécule grâce à un algorithme empirique de moyennage du profil de densité de charge (ou histogramme moléculaire des densités de charge), similaires à la méthode décrite dans l'article Klamt et al., J. Phys. Chem. A, 1998, Volume 102, n°26, pages 5074- 5085, cette méthode étant connue sous la dénomination de « méthode de sigmaaveraging ». Ces modèles utilisent une approche purement physique et combinatoire, ce qui peut être satisfaisant dans le cas de certaines solutions 2 aqueuses simples et diluées mais qui donne des résultats très éloignés de la réalité lorsque l'on cherche à modéliser des solutions concentrées au sein desquelles des équilibres chimiques sont en place, notamment des équilibres d'associations chimiques (complexation, solvatation, hydratation,...) déduites 5 des propriétés de liaisons entre les molécules composant la solution. En effet, ces modèles ne permettent pas de rendre compte des interactions chimiques entre les différentes molécules. C'est notamment le cas des solutions aqueuses concentrées de sucres et/ou de polyols et/ou de carbohydrates. Or, dans un contexte industriel, les composants intéressants au sein 10 d'une solution sont généralement les solutés et pas le solvant et l'approche purement physique et combinatoire est rarement adaptée à ces solutions aqueuses concentrées. Il existe donc un besoin pour une méthode de détermination prédictive de grandeurs physico-chimiques d'équilibres dans un contexte industriel, en 15 particulier dans le cas de solutions aqueuses concentrées ou présentant un taux de matière sèche très important. En effet, des tentatives de modélisation des solutions aqueuses ont déjà été réalisées. Dans cet objectif, Catté et al. (Fluid Phase Equilibria 105, 1-25., 1995) ont combiné le modèle physique UNIFAC avec un modèle chimique d'hydratation fixe des sucres par l'eau en vue de modéliser des 20 solutions aqueuses plutôt diluées. Toutefois, la Demanderesse a pu constater que ce type de modèle ne fonctionne pas pour des solutions aqueuses concentrées. L'invention y parvient grâce à une méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès comportant les étapes suivantes : 25 a. effectuer une typologie des espèces chimiques en présence au sein d'une solution afin de déterminer au moins une espèce vraie, b. associer un vecteur de grandeurs physiques à chaque espèce vraie déterminée à l'étape a 30 c. effectuer une opération sur au moins un desdits vecteurs de grandeurs physiques afin de déterminer un potentiel chimique d'excès d'une espèce apparente au sein de la solution, 3 Par espèce vraie, on entend une entité chimique présente en solution et pas toujours isolable. Par exemple, dans le cas d'une solution aqueuse de sorbitol, on distinguera le sorbitol isolé, le sorbitol associé à une molécule d'eau, le sorbitol associé à deux molécules d'eau, le sorbitol associé à trois molécules 5 d'eau, le sorbitol associé à quatre molécules d'eau et l'eau seule, comme autant d'espèces vraies. Par espèce apparente, on entend les espèces en solution isolables et dont on pourra mesurer facilement les propriétés. Dans le cas d'une solution aqueuse de sorbitol, il s'agit par exemple de l'eau d'une part, et du sorbitol d'autre part. 10 Les notions d'espèces vraies et apparentes sont connues en elles-mêmes. Le potentiel chimique d'excès est déterminé à partir d'une propriété molaire partielle, conduisant après comparaison entre différentes solutions aux potentiels chimiques. 15 De préférence, la méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès selon l'invention comporte en outre une étape consistant à effectuer un pavage de façon à approcher chaque espèce vraie déterminée à l'étape a par une combinaison de solides de Platon de sorte qu'elle soit associée à une forme présentant une surface extérieure constituée d'une combinaison de 20 segments surfaciques plans et de même surface. La détermination d'un potentiel chimique d'excès, également appelé enthalpie libre d'excès, est particulièrement intéressante car elle permet de déterminer la plupart des propriétés physico-chimiques de la solution. En effet, le potentiel chimique d'excès de la solution contribue à rendre notamment 25 compte de la disponibilité des molécules. Par espèce chimique, on n'entend pas se limiter à une molécule donnée. Une même molécule peut correspondre à plusieurs espèces chimiques différentes selon qu'elle est en interaction ou pas avec une ou plusieurs autres molécules. Grâce au fait que la typologie se fait par espèce chimique, et non par molécule, 30 l'étape consistant à effectuer une typologie des espèces chimiques en présence permet de rendre compte des interactions au sein de la solution. Lors de cette étape, on peut également prendre en compte la probabilité de présence d'une 4 espèce donnée, de façon à rendre compte de divers équilibres physico-chimiques. En d'autres termes, la « molécule » est une « espèce apparente » présente dans le mélange et l'« espèce chimique » est une « espèce vraie » réellement présente dans le mélange. Par exemple, la molécule pourrait être le sorbitol et les espèces 5 chimiques correspondantes seraient les différents états d'hydratation du sorbitol. De préférence, chaque espèce chimique identifiée est alors approchée par une combinaison de solides de Platon identiques. Un solide de Platon est un polyèdre régulier et convexe ayant des surfaces externes identiques sur chacune de ses faces, ce qui lui permet de paver sans discontinuité un espace à trois 10 dimensions. L'utilisation de solides de Platon identiques constitue une innovation majeure. En effet, en sortie de calcul quantique, les segments formant la surface externe d'une molécule présentent des tailles différentes ; les méthodes usuelles de modélisation de coefficient d'activité (notamment celles des modèles 15 évoqués plus haut) consistent à moyenner de façon empirique les densités de charge surfaciques desdits segments par une surface plane identique (généralement carrée ou circulaire) de taille adaptée. En utilisant des solides de Platon identiques, tout l'espace représentant le volume de la solution est pavé de façon compacte et chaque molécule présente une surface externe consistant en 20 une combinaison de surfaces identiques, de véritables segments surfaciques, ce qui permet de comparer les molécules entre elles et de modéliser les interactions entre différents segments pour pouvoir combiner de façon cohérente un modèle physique avec un modèle chimique. Ceci permet notamment de pouvoir modéliser les propriétés physico-chimiques des solutions aqueuses concentrées 25 sus-mentionnées. A cet effet, on associe à chaque espèce vraie déterminée au moins un vecteur de grandeurs physiques. Si un pavage en solides de Platon a été utilisé, on génère de préférence un vecteur de grandeurs physiques par segment surfacique. Le terme vecteur s'entend ici dans son acception algébrique : il 30 s'agit d'un tableau regroupant un certain nombre de grandeurs physiques relatives au segment surfacique auquel il est associé. 5 Lorsque chaque vecteur se rattache à un segment surfacique de même dimension, chaque vecteur a le même poids. L'ensemble des vecteurs constitue donc un bon descriptif de la solution à partir duquel il est possible de prédire un potentiel chimique d'excès d'une 5 espèce apparente, ce qui est particulièrement utile dans le cadre d'une installation industrielle car cela permet de contrôler l'adéquation de la méthode prédictive avec la réalité au moyen d'une mesure. La détermination des potentiels chimiques d'excès respectifs des espèces vraies se fait en utilisant une vision physique des interactions entre 10 molécules et/ou entre espèces chimiques. Un choix judicieux de la typologie des espèces vraies permet ainsi d'associer de façon cohérente à cette vision physique des interactions un modèle chimique d'associations chimiques, et donc d'effectuer une recomposition de la solution en espèces équivalentes pour construire la prédiction des potentiels chimiques d'excès respectifs des espèces 15 apparentes. La solution est de préférence une solution aqueuse de sucres et/ou de polyols et/ou de carbohydrates. En effet, le modèle selon l'invention est particulièrement adapté à ce type de solutions qui peuvent être très concentrées et présenter de nombreuses espèces chimiques différentes, notamment en raison 20 des nombreuses molécules d'eau pouvant être adsorbées par les molécules. Les carbohydrates incluent les sucres et les polyols. Les termes « sucres », « polyols » et « carbohydrates » sont bien connus de l'Homme du métier. Les polyols sont également connus sous le terme « alditols ». Pour chacun de ces termes, l'Homme du métier peut se référer aux définitions de 25 l'International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) qui figurent dans l'article Moss et al., Pure Applied Chemistry, 1995, 67, 1307, Glossary of class names of organic compounds and reactivity intermediates based on structure (IUPAC Recommendations 1995). Les solutions de carbohydrates peuvent notamment être obtenues à partir 30 d'amidon. En ce qui concerne les solutions aqueuses de sucres, il peut s'agir 6 d'une solution de maltodextrines, d'un sirop de glucose ou d'un sirop de fructose. A titre d'exemples de sucres, on peut citer le glucose, l'arabinose, le xylose, le fructose, le psicose (encore appelé allulose), le mannose, le ribose, le 5 galactose, le tréhalose, le cellobiose, le gentiobiose, l'isomaltose, l'isomaltulose, le kojibiose, le laminaribiose, le maltose, le galactose, le lactose, le maltulose, le nigerose, le saccharose et le sophorose. Des carbohydrates autres que les sucres précités peuvent être des saccharides de degré de polymérisation supérieur ou égal à 3. Il peut s'agir 10 d'oligosaccharides de degré de polymérisation supérieur ou égal à 3, notamment des oligosaccharides présentant un degré de polymérisation allant de 3 à 20 et notamment des oligosaccharides tels que le maltotriose, l'isomaltotriose, le panose, le raffinose, le maltotétratose et les cyclodextrines.De manière générale, les polyols peuvent être tout saccharide sus-mentionné hydrogéné. Ils peuvent 15 par exemple être le polyglucitol, c'est-à-dire une solution de sirop de glucose ou de maltodextrine hydrogénée. Les polyols peuvent être des polyols comprenant de 3 à 24 atomes de carbone comme par exemple le glycérol, l'erythritol, le threitol, l'arabitol, le xylitol, le ribitol, le mannitol, le sorbitol, le galactitol, le fucitol, l'iditol, l'inositol, le volemitol, l'isomalt, le maltitol, le lactitol, le 20 maltotriititol et le matotétraitol. De préférence, les polyols sont choisis parmi le sorbitol, le mannitol, le xylitol et le maltitol. La combinaison de solides de Platon est par exemple une combinaison d'icosaèdres. L'icosaèdre présente vingt faces triangulaires. Il s'agit du type de solide de Platon présentant le plus grand nombre de faces et permettant donc 25 d'obtenir un pavage approchant au mieux chaque espèce chimique en présence. Alternativement, le solide de Platon est un dodécaèdre constitué de douze faces de pentagones réguliers identiques. De préférence, au moins un desdits vecteurs de grandeurs physiques contient une grandeur physique choisie parmi la densité de charges, la 30 propension à former une liaison hydrogène en tant que donneur d'atome 7 d'hydrogène, la propension à former une liaison hydrogène en tant qu'accepteur d'atome d'hydrogène, et le potentiel électrostatique. Ces grandeurs physiques permettent de décrire au mieux les interactions dans la solution et d'en dériver ses propriétés, et en particulier les différents 5 potentiels chimiques pertinents, de façon précise. Selon les grandeurs physiques utilisées, les équations utilisées pour remonter au potentiel chimique ne seront pas les mêmes. Selon le type de solution utilisée, les interactions inter-espèces chimiques peuvent être différentes et il peut donc être intéressant d'utiliser 10 d'autres grandeurs physiques, plus adaptées. La typologie des espèces chimiques en présence distingue par exemple différents états de complexation d'une même molécule. De préférence, la typologie des espèces chimiques en présence distingue différents états de solvatation, en particulier d'hydratation, d'une même 15 molécule. Il est entendu que la solvatation est un mode particulier de complexation par le solvant, l'hydratation étant une solvatation par de l'eau. Cette typologie des espèces chimiques permet ainsi d'associer à la vision physique susmentionnée de la détermination des potentiels chimiques d'excès des espèces chimiques, une contribution d'associations chimiques déduites des 20 propriétés de liaisons entre les molécules composant la solution. De ce fait, les espèces chimiques réellement présentes dans le mélange ont des propriétés physiques différentes des molécules individuelles formant le mélange apparent. Par conséquent, une recomposition de la solution en espèces équivalentes permet de construire la prédiction des propriétés molaires partielles conduisant à 25 la détermination du potentiel chimique d'excès des molécules (ou espèces apparentes). La méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès selon l'invention peut comporter en outre une étape c' consistant à effectuer un histogramme moléculaire d'au moins une desdites grandeurs physiques. 8 Un tel histogramme permet un traitement statistique de la solution. Un sigma-profile est un exemple d'un tel histogramme, appliqué au profil de densité de charges d'une solution. La méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès 5 selon l'invention peut comporter en outre une étape consistant à déterminer une grandeur déduite du potentiel chimique d'excès des molécules (ou espèces apparentes). La connaissance du potentiel chimique d'excès permet de traduire l'écart à l'idéalité des solutions et de déduire l'ensemble des propriétés thermodynamiques (activité de l'eau aw, coefficients d'activité y, des constituants, coefficient osmotique) et 10 d'équilibres entre phases (équilibres liquide-liquide, liquide-vapeur et liquide-solide), à partir des relations générales de la thermodynamique. Par exemple, l'équilibre liquide-vapeur est caractérisé par la notion de température d'ébullition du mélange. De préférence, cette grandeur déduite du potentiel chimique est choisie parmi un coefficient d'activité d'une espèce chimique ou d'une molécule en présence, une 15 température d'ébullition de la solution, et une solubilité d'une espèce chimique ou d'une molécule en présence. Le potentiel chimique d'excès de la solution permet en effet de retrouver un grand nombre de grandeurs d'intérêt de la solution, qui pourront servir le propos de telle ou telle installation asservie à la méthode selon l'invention. 20 La solution présente de préférence une teneur massique en solvant inférieure à 30% par rapport à la masse totale de la solution, avantageusement inférieure à 20%. En effet, bien que la méthode de détermination prédictive selon 25 l'invention soit adaptée à tout type de solution, la précision des résultats obtenus est particulièrement intéressante dans le domaine des solutions concentrées pour lesquelles il n'existe aucune alternative simple. Les solides de Platon choisis présentent par exemple une dimension caractéristique comprise entre 0.0005 À et 100À, de préférence entre 0.0005 À 30 et 6 À. La dimension caractéristique d'un solide de Platon correspond à la taille 9 de son arête. Une dimension caractéristique de cet ordre permet un rendu suffisamment précis des propriétés de la solution. L'invention a également pour objet l'utilisation d'une méthode selon l'invention afin de calibrer une installation industrielle. Tout type d'installation 5 industrielle nécessite en effet un calibrage. Compte tenu des volumes mis en jeu au sein d'une installation industrielle, le fait de réaliser ce calibrage de façon prédictive, sans avoir à sacrifier une partie de la production à cet effet est particulièrement avantageux. L'installation industrielle est de préférence une installation de 10 production de sucres et/ou de polyols et/ou de carbohydrates. En effet, comme indiqué plus haut, la méthode selon l'invention est particulièrement adaptée aux solutions de sucres et/ou de polyols et/ou de carbohydrates plus généralement. L'invention a également pour objet un système informatique comprenant 15 un processeur, ledit processeur étant configuré pour mettre en oeuvre une méthode selon l'invention lorsqu'il reçoit des instructions spécifiques. L'invention a également pour objet un produit-programme d'ordinateur comprenant un code configuré pour réaliser une méthode selon l'invention 20 lorsqu'il est exécuté par un processeur ou une unité de contrôle électronique. L'invention pourra être mieux comprise à l'aide des exemples de réalisation non limitatifs décrits ci-après, et à l'examen du dessin annexé sur lequel : 25 - la figure 1 est une représentation de la structure tridimensionnelle du sorbitol et de ses différents états d'hydratation, - la figure 2 est un diagramme représentant la structure globale et les données nécessaires à la mise en oeuvre d'une méthode selon l'invention, 10 - la figure 3 représente différentes étapes de la génération d'un pavage de solides de Platon d'une molécule et des histogrammes de densité de charges correspondant, - la figure 4 représente une comparaison des histogrammes 5 moléculaires des densités de charge (a-profile), pour le cas représentatif de la molécule d'eau, obtenus en utilisant la méthode susmentionnée de Klamt et al. et la méthode de l'invention, - la figure 5 représente un diagramme schématisant une méthode de résolution permettant de calculer les différents potentiels chimiques d'excès 10 d'une solution en mettant en oeuvre la méthode selon l'invention, - la figure 6 est une comparaison des données d'activité de l'eau obtenues en mettant en oeuvre la méthode selon l'invention, en utilisant une méthode selon l'art antérieure et en les calculant à partir des températures d'ébullition à pression atmosphérique obtenues par mesure expérimentale, 15 - la figure 7 est une comparaison des données de température d'ébullition obtenues en utilisant le modèle thermodynamique développé dans cette invention, celles obtenues en utilisant les méthodes de l'état de l'art et en les obtenant par mesure expérimentale. 20 Les exemples qui suivent permettront de mieux appréhender la présente invention, sans pour autant en limiter la portée. Afin d'effectuer une typologie des différentes espèces chimiques en présence, il convient de déterminer les différents équilibres physico-chimiques susceptibles d'intervenir au sein de la solution. 25 Dans le cas de cet exemple de réalisation non limitatif, on s'intéresse au cas du sorbitol. Le sorbitol est susceptible d'adsorber 0, 1, 2, 3 ou 4 molécules d'eau selon la quantité d'eau disponible. Cinq espèces chimiques sont donc susceptibles d'être en présence ; ce sont les espèces illustrées à la figure 1. Après avoir déterminé la typologie des différentes espèces en présence, 30 il est nécessaire de générer préalablement un certain nombre de données d'entrée. Ces données d'entrée sont extraites d'un résultat de calcul quantique, 11 par exemple sous la forme d'un fichier COSMO pour chaque espèce chimique. Un exemple de visualisation du contenu d'un fichier COSMO est illustré sur la figure 3a. Ces fichiers COSMO font partie des données d'entrées du modèle 5 physique comme illustré à la figure 2. De plus, des données opératoires (température, pression, composition des différentes molécules ou espèces apparentes) et des paramètres universels du modèle physique sont également utilisés pour déterminer les potentiels chimiques des espèces vraies en utilisant dans la partie chimique les constantes d'équilibre d'associations chimiques entre 10 les molécules (solvatation) dans le modèle chimique. Une recomposition de la solution en espèces équivalentes permet ainsi de déterminer les potentiels chimiques d'excès des molécules (ou espèces apparentes) à partir de la connaissance des compositions vraies et des potentiels chimiques d'excès respectifs des espèces chimiques réellement présentes dans la solution. Pour ce 15 faire, la surface moléculaire de chaque espèce chimique est préalablement pavée par une combinaison de solides de Platon de sorte qu'elle soit associée à une forme présentant une surface extérieure constituée d'une combinaison de segments surfaciques plans et de même surface, et un vecteur de grandeurs physiques est associé à chaque segment surfacique. 20 Un solide de Platon est un polyèdre régulier et convexe ayant des surfaces externes identiques sur chacune de ses faces. De préférence, le solide de Platon est un dodécaèdre constitué de douze faces de pentagones réguliers identiques, tout préférentiellement un icosaèdre constitué de vingt faces triangulaires équilatérales identiques (Figure 3b). Ces 25 solides se rapprochant plus de la surface d'une sphère, le pavage de la surface est plus proche de la valeur de la surface issue du calcul quantique et contenue dans le fichier COSMO (Figure 3a) Préférentiellement, la valeur de la taille (1p) de l'arrête de ces solides de Platon est inférieure ou égale à 6 À. Pour chaque espèce chimique, le sigma- 30 profile moléculaire, c'est-à-dire un histogramme donnant le profil de densité de charge, 310 (p(a)) est généré en utilisant un pavage de la surface par un nombre 12 entier de solides de Platon et en affectant à chaque face, ou segment surfacique, une valeur que l'on stocke dans un vecteur. Cette génération permet de ne pas utiliser de méthode de sigmaaveraging et donc de rester au plus proche des simulations quantiques. 5 La figure 3c illustre le sigma profile 310 obtenu. Pour chaque segment surfacique, c'est-à-dire chaque face de solide de Platon, correspondant à une partie d'espèce chimique susceptible de réagir en tant que donneur (ad) de liaison hydrogène (HB) d'une molécule, les sigma-profile donneurs 320 (pHB(ad)) sont générés, ces sigma-profiles étant générés 10 en utilisant un pavage de leur surface par un nombre entier de solides de Platon, ce pavage étant préférentiellement identique au précédent. De manière similaire, pour chaque segment accepteur (Ga) de liaison hydrogène (HB) d'une molécule, les sigma-profile accepteurs 330 (pHB(cra)) sont générés, ces sigma-profiles étant générés en utilisant un pavage de leur 15 surface par un nombre entier de solides de Platon, ce pavage étant préférentiellement identique au précédent. Chaque segment surfacique se voit donc attribué trois valeurs dans un vecteur correspondant à chacun des profils 310, 320, et 330. Lesdits solides de Platon utilisés dans les différents pavages ont des 20 arrêtes identiques et sont donc des solides de Platon de surface et volume identiques. Comme représenté à la Figure 4, le sigma-profile 41 ainsi obtenu est différent de celui 42 obtenu par les méthodes de l'art antérieur utilisant le sigma-averaging. La figure 4 représente le sigma-profile moléculaire en fonction 25 de la densité surfacique de charge en électron par Angstrom carré. Le sigma-profile du mélange est la somme pondérée par les fractions molaires des sigma-profiles de chacune des molécules. Dans la suite, le sigma-profile est donc utilisé comme descripteur de l'espèce chimique pavée. 30 Dans la partie physique de la méthode selon l'invention, comme illustré sur la figure 2, après la génération des sigma-profiles des espèces chimiques, 13 l'étape d'obtention du potentiel chimique d'excès d'une molécule dans un mélange passe par l'obtention de trois différentes contributions. La contribution combinatoire prend en compte les différences de taille et de forme entre les molécules présentes dans le mélange et rend compte de la 5 probabilité que chaque face en rencontre une autre. La contribution électrostatique, dite « contribution misfit » est générée de manière à prendre en considération le fait que les surfaces en interaction électrostatique sont des faces du solide de Platon. La contribution dite « HB » est obtenue en considérant qu'elle résulte 10 uniquement des interactions entre les parties donneurs et les parties accepteurs de liaison hydrogène (HB) contenues respectivement dans les sigma-profiles accepteur et donneur du mélange. Contribution combinatoire 15 Pour prendre en compte les différences de taille et de forme entre les molécules présentes dans le mélange, la contribution combinatoire du potentiel chimique d'excès est calculée en utilisant la formule suivante : E, combi = RT . ln (7icombi ) ; où Co bi 20 Cette formule est novatrice dans l'état de la technique. C'est une adaptation de la formule de type Staverman Guggenheim (SG) et permet de prendre en compte une contribution entropique qui tient compte des différences de volumes et de surface externes des molécules 25 14 xi qi osaèdre Contribution misfit 5 La contribution misfit du potentiel chimique d'excès résulte de la formule suivante : fit,S injsjjt, E misfit - sfit S Où I désigne la contribution misfit du potentiel chimique de la S 10 molécule dans la solution et i son potentiel chimique dans un état de référence choisi par l'utilisateur. Cet état de référence peut être choisi parmi l'état de référence corps purs pour chacun des constituants ou bien à l'état de référence dilution infinie dans le solvant majoritaire (e.g. eau) pour chacun des constituants, hormis le solvant majoritaire qui est dans un état de référence 15 corps pur. 11S - est la somme, pondérée par les nombre des segments représentés dans le sigma-profile , des coefficients d'activité des segments de surface constituant la molécule : S 20 Le potentiel chimique du segment de surface " dépend des énergies d'interaction électrostatiques entre tous les segments de surface. 15 -k - T 1 Cette énergie d'interaction peut être calculée par la formule suivante : t = Où u' ce désigne un des paramètres universels du modèle physique, comme 5 illustré sur la figure 2. Contribution HB La contribution HB du potentiel chimique d'excès est calculée en utilisant la formule suivante : E HB HB,S HB,re HB,S 10 Pi étant la contribution HB du potentiel chimique de la molécule dans la solution et HB,r étant son potentiel chimique dans un état de référence choisi par l'utilisateur. HB,S est la somme des contributions donneur et accepteur. 15 HB,S do-d+ Le premier terme de cette sommation, étant la contribution donneur HB du potentiel chimique, est calculé comme étant la somme, pondérée par les nombre des segments accepteurs HB représentés dans le sigma-profile accepteurs HB, des potentiels chimiques des segments de surface donneurs HB 20 constituant la molécule. Le potentiel chimique du segment de surface donneur HB dépend des énergies d'interaction HB entre tous les segments de surface donneur et les segments de surface accepteur. 16 1HB'S k - T Cette énergie d'interaction peut être calculée par la formule suivante : rd, est la distance minimale d'approche entre le donneur et l'accepteur 5 de liaison HB. cim et rd, désignent des paramètres universels du modèle physique, comme illustré sur la figure 2. Le deuxième terme de cette sommation, étant la contribution accepteurs HB du potentiel chimique, est calculé comme étant la somme, pondérée par les 10 nombre des segments donneurs HB représentés dans le sigma-profile donneurs HB, des potentiels chimiques des segments de surface accepteurs HB constituant la molécule. Le potentiel chimique du segment de surface accepteur HB dépend aussi des énergies d'interaction HB entre tous les segments de surface donneur et les 15 segments de surface accepteur. 1HB'S Les deux contributions donneur HB et accepteur HB sont interdépendantes et sont donc calculées simultanément de façon itérative. Cette formulation de la contribution « liaison hydrogène » est 20 entièrement nouvelle. Cette contribution est par exemple dénommée « première contribution chimique ». Le modèle résultant prend en compte simultanément cette première contribution chimique, la contribution combinatoire et la contribution électrostatique. 25 17 Lorsqu'on dissout un carbohydrate tel que le sorbitol dans de l'eau, le carbohydrate s'hydrate une ou plusieurs fois formant ainsi des espèces hydratées i.e. de nouvelles espèces chimiques contenant une molécule de carbohydrate fortement liée à une ou plusieurs molécules d'eau par des liaisons hydrogènes en 5 particulier dans la première sphère d'hydratation. Le phénomène est illustré à la figure 1. Un modèle chimique est donc nécessaire pour prendre en compte la contribution d'associations chimiques (solvatation, complexation,...) déduites des propriétés de liaisons entre les molécules composant la solution comme les 10 interactions de nature chimique entre le sorbitol et le solvant, en particulier les réactions successives d'hydratation du sorbitol décrivant la formation chimique des formes hydratées du carbohydrate. Cette contribution est par exemple dénommée « deuxième contribution chimique ». Ces réactions, et donc la composition des différentes espèces vraies 15 anhydres ou hydratées présentes dans le mélange, sont caractérisées par des constantes d'équilibre d'hydratation, elles-mêmes dépendant du potentiel chimique de chacune des espèces vraies présentes dans le mélange. Une méthode de résolution d'équilibres physico-chimiques est donc 20 nécessaire pour déterminer les potentiels chimiques d'excès respectifs des espèces vraies (solvant libre, espèce anhydre et espèces hydratées). Une telle méthode de résolution est illustrée à la figure 5. A cet effet, la génération du fichier COSMO faite à la première étape du 25 procédé doit être réalisée pour chaque espèce chimique, au sens de chaque espèce vraie, présente dans le mélange afin de rendre cohérent l'ensemble des données générées. Cette méthode qui s'apparente à un modèle chimique permet de déterminer les propriétés d'équilibre du mélange en utilisant la méthode de 30 résolution indiquée sur la figure 5 pour déterminer les potentiels chimiques d'excès des espèces vraies présentes dans le mélange et d'en déduire toutes les 18 propriétés physicochimiques déduites de la connaissance de cette réalité physicochimique des interactions ayant lieu dans le mélange. A cet effet, comme illustré sur la figure 2, l'utilisateur a simplement besoin d'indiquer les conditions (ou données) opératoires comme la composition 5 apparente, la température et/ou la pression pour utiliser le modèle thermodynamique développé dans cette invention afin de prédire les potentiels chimiques des espèces chimiques, donc la composition des espèces vraies, présentes dans le mélange réel et les propriétés d'équilibre dudit mélange. On effectue une comparaison entre les valeurs d'activité de l'eau dans 10 une solution de sorbitol concentrée obtenues par une méthode de l'art antérieure (en l'occurrence selon le modèle de contribution de groupes UNIFAC) et la méthode de l'invention. On obtient respectivement les courbes 61 (art antérieur) et 62 (invention) de la figure 6 qui représente l'activité de l'eau en fonction de la fraction massique de sorbitol dans la solution. On y superpose des données 15 expérimentales et on constate que l'invention permet d'obtenir des données bien plus proches des paramètres mesurés. On effectue une comparaison entre les valeurs de températures d'ébullition à température atmosphérique dans une solution de sorbitol concentrée obtenues par une méthode de l'art antérieure (en l'occurrence selon 20 le modèle de contribution de groupes UNIFAC) et la méthode de l'invention. On obtient respectivement les courbes 71 (art antérieur) et 72 (invention) de la figure 7 qui représente la température d'ébullition en °C en fonction de la fraction massique de sorbitol dans la solution. On y superpose des données expérimentales et on constate que l'invention permet d'obtenir des données bien 25 plus proches des paramètres mesurés. Il est entendu que les modes de réalisation décrits ne sont pas limitatifs et qu'il est possible d'apporter des améliorations à l'invention sans sortir du cadre d'icelle. 30 A moins que le contraire ne soit précisé, le mot « ou » est équivalent à et/ou. De même, REVENDICATIONS1. Méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès comportant les étapes suivantes : a. effectuer une typologie des espèces chimiques en présence au sein d'une solution afin de déterminer au moins une espèce vraie, b. associer un vecteur de grandeurs physiques à chaque espèce vraie déterminée à l'étape a, c. effectuer une opération sur au moins un desdits vecteurs de grandeurs physiques afin de déterminer un potentiel chimique d'excès d'une espèce apparente. 2. Méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès selon la revendication 1 dans laquelle la solution est une solution aqueuse de sucres et/ou de polyols et/ou de carbohydrates. 3. Méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès selon la revendication 1 ou 2, comportant en outre une étape consistant à effectuer un pavage de façon à approcher chaque espèce vraie déterminée à l'étape a par une combinaison de solides de Platon de sorte qu'elle soit associée à une forme présentant une surface extérieure constituée d'une combinaison de segments surfaciques plans et de même surface. 4. Méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès selon la revendication 3, dans laquelle la combinaison de solides de Platon est une combinaison d'icosaèdres. 5. Méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle au moins un desdits vecteurs de grandeurs physiques contient une 20 grandeur physique choisie parmi la densité de charges, la propension à former une liaison hydrogène en tant que donneur d'atome d'hydrogène, la propension à former une liaison hydrogène en tant qu'accepteur d'atome d'hydrogène, et le potentiel électrostatique. 5 6. Méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle la typologie des espèces chimiques en présence distingue différents états de complexation d'une même molécule. 10 7. Méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la typologie des espèces chimiques en présence distingue différents états de solvatation, en particulier d'hydratation, d'une même 15 molécule. 8. Méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 comportant en outre une étape b' consistant à effectuer un histogramme moléculaire d'au 20 moins une desdites grandeurs physiques. 9. Méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 comportant en outre une étape consistant à déterminer une grandeur déduite du potentiel 25 chimique d'excès, de préférence choisie parmi un coefficient d'activité d'une espèce chimique ou d'une molécule en présence, à une température d'ébullition de la solution, et une solubilité d'une espèce chimique ou d'une molécule en présence. 30 10. Méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle la solution présente une teneur massique en solvant inférieure à 30% par rapport à la masse totale de la solution, avantageusement inférieure à 20%.. 21 11.Méthode de détermination prédictive d'un potentiel chimique d'excès selon la revendication 3, dans laquelle les solides de Platon présentent une dimension caractéristique comprise entre 0.0005 À et 100À, de préférence entre 0.0005 À et 6 À. 5 12. Utilisation d'une méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 afin de calibrer une installation industrielle. 13.Utilisation selon la revendication 12 dans laquelle l'installation 10 industrielle est une installation de production de sucres et/ou de polyols et/ou de carbohydrates. 14.Système informatique comprenant un processeur, ledit processeur étant configuré pour mettre en oeuvre une méthode selon l'une 15 quelconque des revendications 1 à 11 lorsqu'il reçoit des instructions spécifiques. 15.Produit-programme d'ordinateur comprenant un code configuré pour réaliser une méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 11 lorsqu'il est exécuté par un processeur ou une unité de contrôle électronique.