Effets d’ionisation en couche interne sur des molécules d’intérêt biologique en milieu aqueux

Since the discovery of ionizing radiation (radioactivity, X-rays, charged particles), the chemistry of water remains widely studied as it underlies many fields from nuclear industry to medicine. If interactions start at the atomic level, they have an impact at the molecular level and can affect the behavior of a living organism in the longer term. In order to understand and predict the impact of ionizing radiations, a precise description of the energy deposition in matter is necessary. Among ionizing events, core-ionizations are usually considered as most energetic events, bringing energy deposition of several hundreds of eV at the scale of an atom. However, they remain poorly described in condensed phase. The aim of this thesis is to use soft X-ray radiation (100 -10 keV) to trigger these K-shell events around different ionization thresholds by irradiating solvated biomolecules. This study first focused on irradiation of pure water, then in the presence of solvated salts to finally investigate the effect on molecules of biological interest. The originality of this multidisciplinary project lies in the association of physico-chemical technics (quantification of radiation-induced damage, development of irradiation devices for low-penetrating radiation) and physical approach (based on electron spectroscopy) to bring a multi-scale description.Depuis la découverte des rayonnements ionisants (radioactivité, rayons X, particules chargées), la chimie de l'eau reste très étudiée car elle sous-tend de nombreux domaines, de l'industrie nucléaire à la médecine. Si les interactions commencent au niveau atomique, elles ont un impact au niveau moléculaire et peuvent affecter le comportement d'un organisme vivant à plus long terme. Afin de comprendre et de prévoir l'impact des rayonnements ionisants, une description précise du dépôt d'énergie dans la matière est nécessaire. Parmi les événements ionisants, les ionisations en couche interne sont généralement considérées comme les événements les plus énergétiques, entraînant un dépôt d'énergie de plusieurs centaines d'électronvolts (eV) à l'échelle d'un atome. Cependant, ils restent mal décrits en phase condensée. L'objectif de cette thèse est d'utiliser le rayonnement X basse énergie (100 -10 keV, dit X-mous) pour déclencher ces événements autour de différents seuils K d'ionisation par irradiation de biomolécules solvatées. Cette étude s'est d'abord focalisée sur l'irradiation de l'eau pure, puis en présence de sels métalliques en solution pour enfin étudier l'effet sur des molécules d'intérêt biologique. L'originalité de ce projet pluridisciplinaire réside dans l'association de techniques physico-chimiques (quantification des dommages radio-induits, développement de dispositifs d'irradiation pour les rayonnements à faible pénétration) et d'une approche physique (basée sur la spectroscopie électronique) pour aboutir à une description multi-échelle