Ce travail est une contribution à la compréhension de la structure à courte et moyenne distance des verres à base de TeO₂ via de nouveaux verres au sein des systèmes TeO₂-TiO₂-WO₃ (TTxWy) et TeO₂-NbO₂ ̩₅-WO₃ (TNxWy). De pertinentes corrélations sont révélées entre leurs propriétés structurales (en utilisant la spectroscopie Raman) et optiques. Globalement, l’ajout de TiO₂, WO₃ ou NbO₂ ̩₅ n’engendre aucune évolution structurale brutale. L’ajout de TiO2 induit une séparation de phases entre les régions amorphes riches en TiO2 et le réseau riche en TeO2. Cette interprétation est en accord avec le comportement structural prédit par la théorie de Dietzel sur la force de champ cationique. L’ajout de WO3 entraîne l’apparition (i) d’octaèdres WO₆ uniformément dispersés à travers le réseau des ponts Te–O–Te (pour de faibles teneurs en WO₃) et (ii) de régions riches en WO3 (pour des teneurs plus importantes en WO₃). L’ajout de NbO₂ ̩₅ engendre (i) une faible dépolymérisation structurale du réseau Te–O–Te et (ii) l’apparition des régions riches en NbO₂ ̩₅. Les verres étudiés sont dotés de forts indices de réfraction linéaires (2.19 dans TTxWy et 2.13 dans TNxWy en moyenne) et de remarquables susceptibilités non linéaires χ(3) (7.03 *10-13 esu dans TTxWy et 5.48 *10-13 esu dans TNxWy en moyenne, i.e., ~47 et ~37 fois plus élevées que la valeur de χ(3) du verre SiO₂). / In this work, we present a contribution to the understanding of the short- to medium-range structure of TeO₂-based glasses via new glasses within the TeO₂-TiO₂-WO₃ (TTxWy) and TeO₂-NbO₂ ̩₅-WO₃ (TNxWy) systems. Consistent correlations are revealed between their structural (using Raman spectroscopy) and optical properties. Globally, no striking structural evolutions take place upon adding TiO₂, WO₃ or NbO₂ ̩₅. Adding TiO2 results in a phase-separation between amorphous TiO₂-rich regions and TeO2-rich network, in harmony with the predicted structural behavior on the basis of Dietzel’s cationic field strength theory. Adding WO₃ leads to (i) uniformly dispersed WO₆ octahedra throughout the Te–O–Te network (at low WO₃ contents) and (ii) amorphous WO₃-rich regions (at higher WO₃ contents). Adding NbO₂ ̩₅ engenders (i) a weak structural depolymerization of the Te–O–Te network and (ii) occurrence of NbO₂ ̩₅-rich regions. The investigated glasses exhibit high linear refractive indices (averages of 2.19 in TTxWy and 2.13 in TNxWy) and remarkable nonlinear susceptibilities χ(3) (averages of 7.03 *10-13 esu in TTxWy and 5.48 *10-13 esu in TNxWy, i.e., ~47 and ~37 times higher than χ(3) of SiO₂ glass).

Ce travail a pour but d’améliorer la description structurale du verre de TeO2 pur et d’étudier en profondeur la structure de la phase désordonnée δ-TeO2 au moyen de la dynamique moléculaire (DM). Nous avons établi des potentiels interatomiques (IAP), simples mais non triviaux, prenant en compte la polarisabilité des atomes de tellure et d’oxygène à l'aide du modèle cœur-coquille. Nous avons démontré le rôle important de la paire libre électronique de l'atome de Te dans la formation d'unités asymétriques TeOx. Les IAPs précis reproduisent 17 structures cristallines à base de TeO2 et sont appropriés pour les simulations par DM des systèmes désordonnés. Les simulations des structures de la phase vitreuse pure et de δ-TeO2 ont été effectuées par DM. Il a été démontré que le verre de TeO2 est principalement constitué d'unités structurales TeO3 et TeO4, et un grand nombre d'atomes d’oxygène non-pontant (NBO) est observé. La coordinence des atomes de tellure est plus faible dans le verre que dans les structures cristallines pures.Dans la phase δ-TeO2, les atomes de tellure forment un réseau cristallin (CFC) bien défini et les atomes d'oxygène présentent un grand désordre de position. Cette phase est caractérisée par une population d’unités structurales, une coordinence des atomes de tellure et une proportion d'atomes d’oxygène non pontant typique du verre. Par conséquent, la structure δ-TeO2 est plus proche de celle du verre que des structures d'autres polymorphes cristallines de TeO2 pures. / This work aims to improve the structural description of the pure TeO2 glass and to give a deep insight into the structure of the disordered δ-TeO2 phase by means of molecular dynamics (MD) simulations.We derived simple but nontrivial interatomic potentials (IAPs), which take into account the polarisability of tellurium and oxygen atoms using the core-shell model. We demonstrated the important role of the electronic lone pair of the tellurium atoms in the formation of asymmetrical TeOx units. The accurate IAPs is able to reproduce 17 crystalline TeO2-based structures and are appropriate for MD simulations of disordered systems.The MD simulations of the pure glass and δ-TeO2 phase structures were carried out. It was demonstrated that the TeO2-glass consists of mainly TeO3 and TeO4 structural units and a large number of non-bridging oxygen (NBO) atoms is observed. The coordination number of the tellurium atoms in the glass is less than in the pure crystalline structures.In the δ-TeO2 phase, the tellurium atoms form a well-defined crystalline (FCC) lattice and the oxygen atoms exhibit a large positional disorder. This phase has a structural units distribution and a tellurium coordination number and a proportion of NBO atoms similar to those of the glass. Hence, the structure of δ-TeO2 is closer to that of glass than to the structures of other pure TeO2 crystalline polymorphs.