Logiciel de simulation et d'ajustement d'impédances électrochimiques

Contact : François HUET

Conditions d'utilisation et tarifs

              Le logiciel SIMAD permet de simuler et d'ajuster des impédances électrochimiques expérimentales, ou plus généralement des fonctions de transfert à variable complexe, par la méthode du simplexe, à partir d'un modèle reposant soit sur un circuit équivalent, soit sur des équations de cinétique électrochimique décrivant un mécanisme réactionnel. Cette dernière fonctionnalité n'existe pas dans les logiciels d'ajustement d'impédances électrochimiques disponibles sur le marché.

              L'originalité du logiciel est de permettre la construction de modèles d'impédance sous la forme d'un enchaînement de commandes autorisant les fonctions analytiques sans connaissance préalable d'un langage de programmation. Les avantages sont identiques à ceux obtenus avec l'utilisation d'un programme informatique. La plupart des outils actuels sur le marché proposent des bibliothèques de composants élémentaires préétablis (circuits électriques équivalents, modèles de diffusion... ), limitant l'usage à une modélisation simplifiée des impédances électrochimiques.

              Différentes fonctionnalités ont été développées, comme par exemple :

le coefficient de sensibilité de chaque paramètre, dont la connaissance est primordiale pour valider la valeur du paramètre,  est calculé automatiquement à chaque ajustement. La courbe "chi vs. paramètre", sur laquelle repose le calcul du coefficient de sensibilité, peut être générée.

• un sous-menu "Ajustements consécutifs" permet d'ajuster plusieurs tableaux expérimentaux d'impédance de façon automatique après avoir défini le modèle d'ajustement.

• un sous-menu "Opérations" permet d'effectuer des opérations sur les tableaux expérimentaux d'impédance, par exemple pour effectuer une calibration d'un fichier expérimental, retirer la résistance d'électrolyte à toutes les fréquences de l'impédance, calculer l'admittance d'une impédance mesurée, additionner ou soustraire des impédances, calculer une capacité complexe, etc.

l'ajustement des paramètres d'un même modèle analytique peut s'effectuer simultanément sur plusieurs tableaux expérimentaux d'impédance mesurée à différents potentiels, éventuellement suivis d'une courbe courant-tension.

• une courbe courant-tension peut également être ajustée ou simulée pour obtenir les paramètres cinétiques.

• les valeurs des paramètres secondaires, comme la résistance de transfert de charge, les constantes de vitesse... utilisées dans le modèle cinétique, sont affichées dans la page principale pour éviter d'avoir à les recalculer à partir des valeurs des paramètres ajustés. Dans le cas d'un ajustement simultané d'impédances mesurées à différents potentiels, les paramètres secondaires sont affichés pour chaque potentiel.

• chaque ajustement à partir d'un modèle cinétique peut être sauvegardé dans un fichier texte contenant le modèle, les noms de tous les fichiers expérimentaux utilisés, les fréquences masquées, la valeur de khi optimale, ainsi que les valeurs des paramètres ajustés et celles des paramètres secondaires pour tous les fichiers expérimentaux utilisés.

              A titre d'exemple, la figure ci-dessous présente la page principale de Simad dans laquelle 2 tableaux expérimentaux d'impédance ont été ouverts (surlignés en bleu). Ils correspondent aux impédances du système Fer/H2SO4 mesurées aux potentiels -0.91 V/ESS et -0.6 V/ESS qui ont été ajustées à partir du modèle analytique classique à 2 réactions électrochimiques décrit en haut à droite de la page.

Simad page principale 2025_0.JPG

              La figure suivante montre la page des tracés des impédances expérimentales et ajustées dans les diagrammes de Nyquist et de Bode ainsi que les erreurs relatives obtenues pour chaque impédance.

Simad page tracés.jpg