La croissance des nanotubes de carbone catalysée par agrégats de fer pose de nombreux défis de compréhension concernant notamment l'état thermodynamique de l'agrégat (phase liquide, phase solide de structure bcc ou fcc, état de surface...). Le travail présenté concerne l'aspect thermodynamique de ces questions. Une nouvelle méthode Monte Carlo a été mise au point permettant d'obtenir des histogrammes plats donnant directement la densité d'états du système d'atomes pour un potentiel donné. De cette densité d'états, toutes les quantités thermodynamiques peuvent être dérivées et les transitions de phase mises en évidence.

Notre méthode vise à obtenir une convergence mieux maîtrisée que celle de Wang-Landau à laquelle elle a été comparée. Les résultats obtenus sur un agrégat d'atomes interagissant par un potentiel de paires de Rydberg seront présentés (cf: J.M. Soudan, M. Basire, J.M. Mestdagh and C. Angelié,  J.Chem.Phys., 135, 144109, (2011)). Par ailleurs, un potentiel réaliste du fer tenant compte de l'environnement a été développé à partir du potentiel MEAM de haut niveau, mais très lent. Il a été possible de tenir compte d'effets d'environnement par des corrections statistiques permettant de garder une rapidité proche de celle d'un potentiel de paires tout en atteignant une précision d'environ 0.01 eV par atome relativement à MEAM. L'introduction d'un terme magnétique sera évoquée. Des résultats préliminaires seront présentés et la pertinence des méthodes Monte Carlo pour comprendre la croissance des nanotubes de carbone discutée.