Academic literature on the topic 'Nanoparticules – Recyclage'

La récupération et le recyclage des catalyseurs représentent un véritable challenge économique, sanitaire et environnemental. Depuis quelques années, l’utilisation des nanoparticules magnétiques comme support de catalyseurs a émergé comme une voie alternative pour leur recyclage. En effet, les catalyseurs supportés sur des nanoparticules magnétiques peuvent être facilement isolés et recyclés par décantation magnétique avec un simple aimant. Dans ce travail, nous décrivons la synthèse de métallodendrons porteurs de site catalytiques diphosphinopalladium et leur greffage sur des nanoparticules magnétiques cœur-écorce. L’intérêt majeur de ce travail a été de montrer la grande efficacité du recyclage des catalyseurs notamment en milieu aqueux. L’utilisation judicieuse des structures dendritiques a permis d’augmenter la fonctionnalisation de la surface des MNPs. Ceci nous a permis de préparer des catalyseurs supportés très performants dans des réactions de couplage de Suzuki et de Sonogashira
The recovery and recycling of catalysts represent a real challenge for economic, health and environmental reasons. Since few years, the use of magnetic nanoparticles as catalysts supports has emerged as an alternative for their recovery. Indeed, magnetic nanoparticles-supported catalysts could be easily isolated and recycled from the reaction medium by magnetization with a simple magnet. In this work, we report the synthesis of metallodendrons bearing pallado phosphine catalysts and their grafting onto core-shell magnetic nanoparticles. The main interest of this work was to demonstrate the efficiency of the recycling especially in aqueous media. Judicious use of dendritic structures has increased the surface functionalization of nanoparticles. Therefore, it was possible to prepare highly performant catalysts for Suzuki and Sonogashira cross-coupling reactions

Le recyclage agricole de Produits Résiduaires Organiques (PROs) bruts ou après un traitement tel que la méthanisation et/ou le compostage est une pratique répandue. Il est indispensable d’évaluer l’impact environnemental de l’épandage des PROs après méthanisation, technologie en essor, en particulier vis-à-vis du zinc (Zn). La spéciation du Zn dans le PRO est un paramètre crucial pour établir le risque. Nous avons pu mettre en évidence que la méthanisation favorise la formation de nanoparticules de sulfures de Zn (nano-ZnS), qui est donc la forme majoritaire du Zn dans les digestats de méthanisation (>70%). Cette forme du Zn est instable car elle se transforme lors du compostage des digestats. Les paramètres structuraux des nano-cristaux (taille, contrainte) peuvent expliquer leur réactivité. Nos résultats montrent que plus les nano-ZnS sont petites et plus leur contrainte est importante. De plus, l’interaction avec les groupements thiols de certaines molécules organiques, potentiellement présentes dans un digesteur de méthanisation, relâche la contrainte des nano-ZnS et contrôle leur croissance. Enfin, les caractéristiques du sol amendé ont un rôle majeur pour le devenir des nano-ZnS: les composants de sols argileux riches en oxydes de fer sont capables de retenir le Zn issu de la dissolution des nano-ZnS, contrairement à ceux d’un sol sableux. Ce travail apporte une meilleure compréhension de la dynamique du Zn dans les écosystèmes cultivés soumis à l’épandage de PROs
Agricultural recycling of organic waste (OW), raw or after a treatment like anaerobic digestion (AD) and/or composting is common. It is necessary to assess the environmental impact of OW agricultural recycling after anaerobic digestion since this technology is gaining interest, particularly regarding zinc, an abundant element in OW. In order to properly evaluate the risk, zinc speciation must be known. First, we have shown that AD promote the formation of nano-ZnS that is therefore the main species of Zn (> 70%) in AD digestates. This unstable species is transformed during composting of 1 to 3 months. Size and strain are parameters that can explain nanocrystals reactivity. We showed that the more nano-ZnS are small and the higher the strain is. Interaction with thiol containing organic molecules, potentially present in anaerobic digesters, release nano-ZnS structural strain and control its growth. Finally, amended soil characteristics have a key role for nano-ZnS fate: the components of clayey and iron-oxide-rich soils are able to immobilize Zn released by nano-ZnS dissolution, unlike sandy soils components. This work gives a better understanding of zinc dynamics in cultivated ecosystems subject to spreading of organic waste

Le recyclage des assemblages membrane électrode (AMEs) des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) est en enjeu important pour le développement du marché de ces piles fonctionnant à l’hydrogène. Dans ces AMEs se trouvent le platine (Pt), un métal précieux et rare qui conditionne majoritairement le coût total de la pile. Le recyclage du Pt est encore largement effectué par hydro ou pyrométallurgie ce qui entraîne le rejet de gaz toxiques et polluants dans l’environnement. Plusieurs études ont porté sur la mise en place d’une voie plus soutenable écologiquement que le traditionnel usage d’acides forts pour lixivier le platine. Le procédé proposé ici s’inscrit dans ce domaine de recherche en proposant une nouvelle voie de séparation des constituants de l’électrode de PEMFC en vu de leur recyclage par l’utilisation de liquides ioniques. Ceux-ci par leur stabilité thermique et chimique et leur non-volatilité peuvent permettre la mise en place d’un procédé de récupération du platine sûr. Après l’étude d’une sélection de liquides ioniques plusieurs d’entre eux, dont le P66614Cl (trihexyltetradécylphosphonium chlorure), ont permis la récupération du platine sous forme de nanoparticules détachées et stabilisées dans le liquide ionique. Une étude des interactions du liquide ionique avec chacun des composants de l’AME a permis de mieux comprendre les mécanismes d’extraction. Le liquide ionique interagit ainsi fortement avec l’ionomère présent dans la couche catalytique. Cette forte interaction ouvre la voie à un retraitement simultané du Nafion et du platine des AMEs
Recovery of the protons-exchange membrane fuel cell (PEMFC) membrane electrode assemblies (MEAs) is an important issue for the growing of the fuel cells market. These MEAs contain platinum (Pt), which as a precious metal mainly influences the total cost of fuel cells. The recycling of Pt is still based to a great extent on hydro or pyrometallurgical techniques which produce toxic and pollutant gas emissions. Some studies aimed to set up processes to recycle platinum in a more sustainable way than traditional metal lixiviation using strong acids. The study here is part of this research field and is about a new way to separate the different components of the PEMFC electrode using ionic liquids for the recycling of these valuable materials. These liquids possess excellent thermal and chemical stability and their non-volatility can be useful to set up a safer way to recover platinum. A selection of ionic liquids was studied and some of them, including the P66614Cl (trihexyltetradecylphosphonium chloride), could be use to recover Pt nanoparticles detached from their carbon support and stabilized in the ionic liquid. A study on the interactions of ionic liquids and the components of the MEA allowed the extraction mecanisms to be better understood. Thus the ionics liquids interact strongly with Nafion in the catalyst layer which allows Pt nanoparticles to be recovered. These strong interactions set the stage for the simultaneous recycling of Nafion and Pt from MEAs

Les équipements électriques et électroniques (EEE) sont devenus un élément essentiel de notre vie quotidienne. Une grande partie de la population mondiale bénéficie d’un niveau de vie plus élevé, grâce à leur disponibilité, leur utilisation généralisée et leur accès facile. Cependant, la façon dont nous produisons, consommons et traitons les déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE) n'est pas durable sur le long terme. En Europe, malgré l’instauration de la législation la plus avancée au monde en matière de déchets moins de 50% d’entre eux sont convenablement collectés et recyclés. Depuis quelques années l’entreprise ENVIE2E du Nord, filiale du groupe Vitamine T, en partenariat avec l’Unité des Matériaux et Transformations (UMET), s’est engagée à réaliser des travaux expérimentaux visant la récupération et le retraitement de certains DEEE. Dans ce cadre, l’objectif général de cette thèse se focalise sur la valorisation des cristaux liquides (CLs) ainsi que d’autres matériaux de valeur comme l’oxyde d’indium/étain (ITO) et les feuilles polymériques présents dans les écrans d’affichage à cristaux liquides (LCD pour Liquid Crystal Display) en fin de vie. Une ligne de démantèlement ordonnée et manuelle des écrans LCD est mise en place chez ENVIE 2E pour le recyclage différencié des cartes électroniques, des lampes à cathode froide pouvant contenir du mercure, des polymères, des métaux et d’autres matériaux de valeur. Il existe également une ligne d’extraction de CLs où les panneaux LCD sont ouverts et exposés à un bain de solvant organique activé par ultrasons. La solution obtenue contient les CLs, le solvant ainsi que des impuretés organiques et inorganiques. La première partie de cette étude consiste à purifier et caractériser les CLs en utilisant des techniques chimiques, thermiques, optiques et diélectriques. Une étude sur l’influence de l’ajout de nanoparticules de diamant aux CLs purifiés a également été effectuée. La deuxième partie consiste à récupérer l’indium des panneaux LCD. Le procédé d’extraction est basé sur leur réduction de taille et leur lixiviation. Finalement, la caractérisation des feuilles polymériques est effectuée afin de connaitre leur composition et donc leur éventuel recyclage
Electrical and electronic equipment (EEE) has become an essential part of our daily lives. Much of the world's population enjoys a higher standard of living, thanks to their availability, widespread use, and easy access. However, the way we produce, consume, and treat waste electrical and electronic equipment (WEEE) is not sustainable in the long term. In Europe, despite having the most advanced waste legislation in the world, less than 50% of WEEE is properly collected and recycled. For several years, the company ENVIE2E du Nord, a subsidiary of the Vitamine T group, in partnership with l’Unité des Matériaux et Transformations (UMET), has been engaged in experimental work aimed at the recovery and reprocessing of certain WEEE. In this context, the general objective of this thesis focuses on the recovery of liquid crystals (LCs) as well as other valuable materials such as indium/tin oxide (ITO) and optical foils present in end-of-life liquid crystal displays (LCDs). An orderly, manual LCD dismantling line is in place at ENVIE 2E for differentiated recycling of electronic boards, cold cathode lamps that may contain mercury, polymers, metals, and other valuable materials. There is also an extraction line where LCD panels are opened and exposed to an ultrasonically activated organic solvent bath to recover LCs. The resulting solution contains the LCs, the solvent, and organic and inorganic impurities. The first part of this study consists in purifying and characterizing the LCs using chemical, thermal, optical, and dielectric techniques. A study on the influence of adding diamond nanoparticles to purified LCs was also performed. The second part consists in recovering indium from LCD panels. The extraction process is based on their size reduction and leaching. Finally, the characterization of the optical foils is carried out to know their composition and thus their recyclability

Les nanoparticules de platine (Pt) représentent environ la moitié du coût de fabrication des piles à combustible à membrane échangeuses de protons (PEMFC), ce qui constitue un frein à leur commercialisation à grande échelle. La récupération du Pt contenu dans les piles usagées apparaît donc nécessaire. Les voies de traitement habituellement mises en œuvre pour le recyclage de catalyseurs à base de Pt sont des procédés pyro-hydrométallurgiques, générateurs d’émissions polluantes (CO2, NO2). Une voie de traitement électrochimique en milieu liquide ionique (LI), plus respectueuse de l'environnement, est proposée ici. Elle combine dans une seule cellule la lixiviation du Pt par dissolution anodique et sa récupération par électrodéposition, dans des conditions de température "douces", sans émission de gaz nocifs. L’étude de nombreux électrolytes a permis de sélectionner les mélanges BMIMTFSI + BMIMCl (bis(trifluorométhylsulfonyl) imidure + chlorure de 1-butyl-3-méthylimidazolium), en raison du caractère complexant des chlorures facilitant la lixiviation du Pt et de la bonne stabilité électrochimique du BMIMTFSI. L’anion TFSI-, peu coordonnant, permet de moduler le caractère complexant de l’électrolyte, paramètre clé du procédé influant sur la nature et la stabilité électrochimique du complexe de Pt formé par lixiviation. Au cours de ce travail, les conditions expérimentales permettant de lixivier et d’électrodéposer le Pt dans une cellule unitaire ont été définies et appliquées avec succès aux électrodes de PEMFC. L’électrolyte sélectionné, faiblement hygroscopique, permet la récupération du Pt en atmosphère ambiante
The platinum nanoparticles used as catalyst in Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs) represent around the half of the total price of the cell and is one of the limitations for their large scale commercialization. The treatment of spent PEMFC through the recovery of platinum catalyst is a major concern for their development. Usual recovery routes for platinum-containing catalysts are pyro-hydrometallurgical processes that generate pollutant emissions (CO2, NO2). An electrochemical recovery route by coupling electrochemical leaching and electrodeposition in ionic liquids (ILs) is proposed here, more environmentally friendly, performed in "soft" temperature conditions and without any gases emission. Studies of several electrolytes lead us to select BMIMTFSI + BMIMCl melts (bis(trifluorométhylsulfonyl) imidure + 1-butyl-3-méthylimidazolium chloride), due to the complexing ability of chloride against platinum and the good electrochemical stability of the RMIM+ cation. TFSI-, a weakly coordinate anion, allows us to modulate the complexing ability of the electrolyte, which is a key parameter affecting the nature and the electrochemical stability of the Pt complex formed after leaching. The optimal conditions of the leaching and electrodeposition steps have been determined during this work and successfully applied to PEMFC’s electrode. The selected electrolyte, which is weakly hygroscopic, allows the Pt recovery under ambient atmosphere

Dans le souci actuel lié à la conception de procédés " propres ", le choix des solvants représente un important défi d'un point de vue économique et environnemental (le marché mondial des solvants devrait atteindre environ 20 millions de tonnes d'ici 2015). En conséquence, la conception de solvants verts devient crucial pour l'industrie chimique ; ils résultent des principaux critères suivants : i) l'utilisation de matières premières renouvelables, ii) la faible émission de COV, iii) une faible inflammabilité et iv) la compatibilité des groupes fonctionnels. Dans ce contexte, le glycérol représente un solvant innovant en provenance de la biomasse et est obtenu en quantités élevées comme sous-produit de la production de biodiesel. Son faible coût, sa non-toxicité, son haut point d'ébullition, sa pression de vapeur négligeable, sa capacité de solubilisation de composés organiques et inorganiques, ainsi que sa faible miscibilité avec les autres solvants organiques constituent des propriétés particulièrement intéressantes pour les applications en catalyse. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la conception de nouveaux systèmes catalytiques en milieu glycérol à base de nanoparticules métalliques (nanoparticules de palladium et d'oxyde de cuivre(I)) et également à base de complexes organométalliques homogènes, notamment des catalyseurs de rhodium. Ces systèmes se sont révélés efficaces pour différentes réactions telles que les couplages C-C et C-hétéroatome, l'hydrogénation, la réaction de Huisgen 1,3-dipolaire, la carbocyclisation ou d'hydroaminométhylation, pouvant être recyclés plus de 10 fois sans perte d'activité, ni de sélectivité. Des processus tandem et séquentiels ont pu être également développés pour la synthèse d'hétérocycles
In the current concern related to the design of eco-friendly processes, solvents represent key matter from economical and environmental point of view (global solvents market is expected to reach 20 million tones by 2015). As a result, the use of green solvents is crucial for the chemical industry, they result from the following main criteria: i) use of renewable raw materials, ii) low VOC emissions, iii) low flammability and iv) compatibility of functional groups. In this context, glycerol is an innovative solvent from biomass and generated in high quantities as a byproduct in the biofuel production. Its low cost, non-toxicity, high boiling point, a negligible vapor pressure, ability to solubilize organic and inorganic compounds, as well as its low miscibility with other organic solvents are remarkable properties to be particularly interesting for applications in catalysis. In this thesis, we were interested in the design of new catalytic systems based on metallic nanoparticles in glycerol (palladium and copper (I) oxide nanoparticles), and also homogeneous organometallic complexes, mainly rhodium catalysts. These systems find applications in various metal-catalyzed processes such as C-C and C- heteroatom couplings, hydrogenations, 1,3-dipolar Huisgen reactions, carbocyclisations and hydroaminométhylation reactions. The glycerol catalytic phases could be recycled more than 10 times without loss of activity or selectivity. Tandem and sequential processes could also be developed for the synthesis of heterocyclic compounds

Actuellement, la stratégie de la production d’énergie repose sur les 3 concepts d’économie, de régénération et d’écologie. La production de biodiesel s’insère dans cette thématique et fait objet de ce travail. Un suivi cinétique de nucléation-croissance est réalisé sur des nanoparticules monodisperses d’oxo-alcoxydes de zirconium (ZOA). Ces nanoparticules sont préparées par voie sol-gel dans un réacteur à T-micro-mélangeur avec deux flux turbulents de ZNP et c dans 1-propanol à 20°C. Les nanodépôts des nanoparticules de ZOA ont été réalisés sur des substrats en silice et comparés aux nanopoudres récupérées après l’induction du sol de ZOA. Les nanodépôts et les poudres subissent un séchage à 80°C puis une imprégnation humide dans une solution aqueuse de 0,25 mol.L⁻¹ de H₂SO₄. Nous obtenons ainsi les nanodépôts catalytiques après une calcination à des températures comprises entre 500 et 700°C sous O₂. Les techniques de BET, ATG-ATD, MET, DRIFT, analyse élémentaire et DRX sont déployées pour caractériser ces catalyseurs. Les cinétiques du processus d’estérification et de transestérification ont été étudiées en fonction des conditions de la préparartion des catalyseurs nanostructurés. Les nanodépôts catalytiques acides de ZrO₂-SO₄²⁻ possèdent une activité catalytique 50 fois plus élevée que celle des nanopoudres dans la réaction d’estérification de l’acide palmitique dans le méthanol à 65°C. Les nanodépôts calcinés à 580°C ont la meilleure stabilité vis à vis des essais de recyclage. L’activité catalytique des nanodépôts est aussi valable avec d’autres charges dont la composition est similaire à celle des huiles non-comestibles puis celle des déchets gras
In this work, we have realized novel nanoparticulate catalysts ZrO₂-SO₄²⁻ for biofuel production. We have studied nucleation-growth kinetics of zirconium-oxo-alkoxy (ZOA) nanoparticles in the sol-gel process. The monodispersed nanoparticles of 3.6 nm diameter were realised in a sol-gel reactor with rapid (turbulent) micro-mixing of liquid solutions containing ZNP and H₂O in 1-propanol at 20°C. The nanocoatings were realised of stable colloids of ZOA nanoparticles on silica beads along with common powders obtained after precipitation of unstable colloids. The acid ZrO₂-SO₄²⁻" catalysts were prepared after drying at 80°C, wet impregnation in 0.25 mol.L⁻¹ aqueous solution of sulfuric acid and subsequent thermal treatment between 500 and 700°C and studied with BET, DTA-DSC, TEM, DRIFT, elemental analysis, DRX and other methods. The catalyst nanocoatings calcinated at 580°C showed strong activity in esterification reaction of palmitic acid in methanol at 65°C, which is about 50 times higher than that of nanopowders, and also possesses the highest stability towards recycling. Tha catalytic performance of catalytic nanocoatings was also confirmed on unedible and waste oils

Les nanoparticules d’oxyde de fer et de silice retrouvent aujourd'hui des nombreuses applications dans différents domaines grâce aux propriétés magnétiques, leur surface spécifique et leur biocompatibilité. Ce projet de thèse comporte des recherches de captation de métaux ou des molécules dans différentes situations. Le fil conducteur de ces projets est l’amélioration de traitements qui cherchent à extraire certains éléments (métaux ou molécules) qui ne peuvent pas être évacués naturellement et qui continue en circulation : l’excès de fer pour le traitement de l'hémochromatose, excès de sodium et de phosphates pour l'amélioration de la dialyse péritonéale, ainsi que des nombreuses perspectives de dépollution environnementale et la captation des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP),une famille de perturbateurs endocriniens
The iron oxide and silica nanoparticles found today many applications in different fields thanks to the magnetic properties, their specific surface area and their biocompatibility. This thesis project involves research on the capture of metals or molecules in different situations. The common thread of these projects is the improvement of treatments which seek to extract certain elements (metals or molecules) which cannot be evacuated naturally and which continue in circulation: excess iron for the treatment of hemochromatosis, excess of sodium and phosphates for the improvement of peritoneal dialysis, as well as many perspectives of environmental depollution and uptake of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), a family of endocrine disruptors

Les travaux de recherche effectués durant ma thèse s'inscrivent dans le cadre général de la catalyse faisant intervenir des ligands et catalyseurs supportés sur dendrimères phosphorés. Ces derniers sont des macromolécules arborescentes dont la structure et la taille sont rigoureusement contrôlées au cours de la synthèse. L'intérêt des catalyseurs dendritiques par rapport à leurs homologues non supportés est tout d'abord de modifier certaines propriétés physiques du catalyseur (solubilité, taille, géométrie) tout en gardant ses propriétés chimiques (activité en catalyse). Ce changement a permis la mise en œuvre de recyclage du catalyseur avec des techniques non utilisables sans la présence du support dendritique comme par exemple la précipitation. D'autre part, dans certains cas, l'activité catalytique a été modifiée par le support du catalyseur (effet dendritique positif ou négatif). Dans le cadre de cette thèse, trois familles de catalyseurs ont été plus particulièrement étudiées : les complexes à base de métaux de transition, de terres rares ainsi que les organocatalyseurs. Dans une première partie, l'aptitude des complexes phosphine-palladium supportés à permettre la réalisation de la réaction de Suzuki a été étudiée. Bien que des effets dendritiques négatifs aient été observés (diminution de l'activité du catalyseur dendritique par rapport au monomère correspondant), de bons rendements ont été obtenus et la réutilisation des catalyseurs par précipitation a été mise au point. De plus, l'emploi de catalyseurs dendritiques a permis de conserver le palladium sur le support et ainsi de diminuer très significativement la quantité de métal résiduel contenue dans les produits finaux. En outre, le support de dendrons similaires sur nanoparticules magnétiques a permis d'augmenter le nombre de recyclages en utilisant la décantation magnétique comme technique de réutilisation. Dans une deuxième partie, des terpyridines dendritiques ont été préparées et complexées aux terres rares (principalement Sc, Yb et Y). L'aptitude de ces complexes à promouvoir une réaction d'acylation de Friedel-Crafts a été étudiée. Ces catalyseurs efficaces ont également pu être réutilisés avec succès. Enfin, l'utilisation d'organocatalyseurs dendritiques dérivés du prolinol a permis de réaliser la réaction de Michael en version asymétrique dans des conditions douces, avec de bons rendements et de bons excès énantiomériques. Un effet dendritique positif a été observé et des conditions de recyclage efficaces ont été proposées. Cette thèse présente un large éventail d'applications des dendrimères en catalyse. Un des atouts majeurs présentés est la mise au point de recyclages des catalyseurs en exploitant la taille nanométrique ou le caractère magnétique de leurs supports. Ainsi, les études effectuées s'inscrivent pleinement dans le cadre du développement durable dans la mesure où des catalyseurs éco-compatibles ont pu être mis en œuvre
This PhD-thesis deals with the general field of catalysis and more particularly the use of catalysts and ligands supported on phosphorous dendrimers. The latters are branched macromolecules whose structure and size are perfectly controlled during the synthesis. In comparison with their monomeric analogues, dendritic catalysts allow some modifications of the catalyst physical properties (solubility, size, geometry) while keeping their chemical properties (catalytic activity). The immobilization of catalysts onto dendrimers displays the possibility of their recycling with specific techniques such as precipitation, which cannot be applied in absence of support. Furthermore, the catalytic activities can be modified (positive and negative dendritic effect). In this PhD-thesis, we focused on three types of catalysts: transition metal-based complexes, rare earth-based catalysts and organocatalysts. First, the ability of supported phosphine-palladium based catalysts to promote the Suzuki coupling was studied. Although a negative dendritic effect was observed (decrease of the dendrimer catalyst activity in comparison with the monomeric counterpart), good yields were obtained and the catalyst recycling could be achieved by precipitation. Moreover, the use of dendritic catalysts allows to retain the palladium on the support and thus to dramatically reduce the metal leaching in the coupling products. In addition, the grafting of similar dendrons on magnetic nanoparticles enabled to increase the number of consecutive runs using magnetic decantation as recycling technique. In a second part, dendritic terpyridines were prepared and then complexed to rare earth (mainly Sc, Yb and Y). The ability of these complexes to promote Friedel-Crafts acylation was investigated and the recycling of these efficient catalysts was successfully accomplished. Finally, dendritic prolinol-based organocatalysts have allowed to perform asymmetric Michael reaction in mild conditions, with good yields and enantioselectivity. A positive dendritic effect was observed and efficient recycling conditions were proposed. This PhD-thesis displays a wide range of applications for dendrimers in the field of catalysis. One of the major advantages presented is the set-up of recyclings by exploiting the nanometric size or the magnetic properties of the support. Thus, these studies are in line with the general concept of sustainable development insofar as eco-compatible catalysts are used

La durabilité des matériaux est leur capacité à résister dans le temps à l'influence de divers facteurs tels que la température, l'humidité, la rupture, tout en conservant leurs caractéristiques.Les matériaux polymères durables sont la solution contre la pollution de l'environnement. Dans ce contexte, le développement de matériaux polymères durables basés sur des composés biodégradables, que l'on trouve en abondance dans la nature, même à partir de déchets industriels, et qui ont également un faible prix de revient, est une alternative possible aux matériaux basés sur des composés fossiles, qui sont toxiques. En même temps, l'utilisation d'un minimum de produits chimiques est un atout pour la production à grande échelle par les industries. En outre, l'obtention de propriétés avantageuses dans ces conditions, adaptées à certains types d'applications, ajoute de la valeur, ce qui recommande leur utilisation par rapport aux matériaux toxiques.Les oligo- et polysaccharides constituent une matière première appropriée qui pourrait être exploitée dans la conception de matériaux polymères durables. Leur utilisation a déjà suscité un réel intérêt de la part des chercheurs, mais leur application au niveau industriel se heurte à un certain nombre de difficultés : des procédés technologiques inadaptés et de la consommation élevée de solvants et de produits chimiques au coût élevé de l'obtention, du recyclage et de la réutilisation des matériaux, conformément à une économie circulaire, essentielle dans l'approche de la protection de l'environnement. Cette économie circulaire consiste à prolonger le cycle de vie des matériaux en réduisant les déchets. Elle privilégie la réparation, la réutilisation et le recyclage des matériaux le plus longtemps possible. Cette thèse de doctorat présente les résultats obtenus par la synthèse, la caractérisation et le test de matériaux durables à base d'oligo- et de polysaccharides.L'objectif global de la thèse de doctorat est de développer des matériaux durables qui intègrent et exploitent des composés non toxiques, renouvelables, respectueux de l'environnement, bon marché et abondants dans la nature tels que les oligo- et polysaccharides dans une économie circulaire.Les principaux axes de recherche développés dans la thèse sont:- Valorisation de la β-cyclodextrine, de la catégorie des oligosaccharides, et du chitosane, de la catégorie des polysaccharides, dans des systèmes de matériaux durables;- Développement de tels matériaux durables, en utilisant également un minimum d'étapes et un nombre réduit de composés et de solvants respectueux de l'environnement;- Utilisation, en particulier, du chitosane sous forme solide (poudre) pour optimiser les propriétés mécaniques et thermiques des systèmes;- Obtention de propriétés matérielles améliorées par l'introduction d'oligo- et de polysaccharides, par rapport aux systèmes de référence, pour les systèmes à base de chitosane: amélioration des caractéristiques mécaniques et thermiques, et pour les systèmes à base de β-cyclodextrine: optimisation de l'adsorption de divers polluants tels que les antibiotiques, les colorants organiques, les métaux lourds;- Augmenter le potentiel d'application des matériaux dans divers domaines tels que le biomédical, l'emballage alimentaire, les revêtements époxy, l'aérospatiale, en raison des avantages que possèdent les oligo- et les polysaccharides ;- Vérifier la recyclabilité des nanomatériaux à base de β-cyclodextrine afin d'améliorer la durabilité des matériaux
The durability of materials is their ability to withstand over time the influence of various factors such as temperature, humidity and breakage while maintaining their characteristics.Durable polymer materials are the solution to environmental pollution. In this context, the development of sustainable polymer materials based on biodegradable compounds, which are abundant in nature, even from industrial waste, and which also have a low cost price, is a possible alternative to materials based on fossil compounds, which are toxic. At the same time, the use of minimal chemicals is an advantage for large-scale production by industries. In addition, obtaining advantageous properties under these conditions, tailored to certain types of applications, brings added value, which recommends their use over toxic materials.Oligo- and polysaccharides represent a suitable raw material that could be exploited in the design of durable polymeric materials. Their use has already aroused real interest among researchers, but their industrial application faces a number of difficulties: from inadequate technological processes and high consumption of solvents and chemicals to the high costs of obtaining, recycling and reusing materials, in line with a circular economy, which is essential in addressing environmental protection. This circular economy is about extending the life cycle of materials by reducing waste. by promoting the repair, reuse and recycling of materials for as long as possible. This PhD thesis presents the results obtained from the synthesis, characterisation and testing of sustainable oligo- and polysaccharide-based materials.The overall objective of the PhD thesis is to develop durable materials that incorporate and exploit non-toxic, renewable, environmentally friendly, cheap and naturally abundant compounds such as oligo- and polysaccharides in a circular economy.The main research directions developed in the thesis are:- Valorisation of β-cyclodextrin, from the oligosaccharide category, and chitosan, from the polysaccharide category, in sustainable material systems;- Development of such sustainable materials using a minimum number of steps and a reduced number of compounds and solvents;- The use, in particular, of chitosan in solid (powder) form to optimise the mechanical and thermal properties of the systems;- Achieving improved mechanical and thermal properties of the materials by introducing oligo- and polysaccharides, compared to reference systems, for chitosan-based systems, and for β-cyclodextrin-based systems: optimised adsorption of various pollutants such as antibiotics, organic dyes, heavy metals;- increased application potential of materials in various fields such as biomedical, food packaging, epoxy coatings, aerospace, due to the advantages of oligo- and polysaccharides;- Testing the recyclability of β-cyclodextrin-based nanomaterials to improve material durability