Tesis: "Caractérisation des matériaux (chimie)"

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Zapata-Massot, Céline. "Synthèse de matériaux composites par co-broyage en voie sèche. Caractérisation des propriétés physico-chimiques et d'usages des matériaux". Phd thesis, Toulouse, INPT, 2004. http://oatao.univ-toulouse.fr/7699/1/zapata_massot.pdf.

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Resumen

Cette étude est relative à la synthèse de matériaux composites par co-broyage dans des broyeurs à corps broyants fonctionnant en voie sèche.L'étude a été menée sur un système de produits modèles : une matrice polymère semi-cristalline (le poly (acétate de vinyle)) et une charge minérale (le carbonate de calcium).Les mécanismes de fragmentation et d'agglomération des produits broyés séparément puis ensemble ont été étudiés. La cinétique de synthèse du matériau composite a été identifiée. L'évolution, au cours du co-broyage, de la distribution granulométrique de chaque famille de particules a été modélisée par une combinaison de lois statistiques. Les propriétés mécaniques des matériaux composites obtenus par co-broyage ont été caractérisées. Le module de conservation a été multiplié par 3,5 par rapport au polymère seul. Le co-broyage permet de diminuer la taille de la charge et d'obtenir une meilleure dispersion dans la matrice, évitant la présence d'agglomérats qui provoquent des points de ruptures préférentiels. Les phénomènes responsables de l'agglomération des particules ont été identifiés. Des nanotubes de carbone ont été introduits dans la matrice et ont amélioré les propriétés mécaniques et électriques.

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Champagne, Amélie. "Synthèse et caractérisation de nouveaux matériaux dérivés de la polyaniline". Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28424/28424.pdf.

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Loiseau, Anthony. "Elaboration et caractérisation de nanocomposites modèles laponite/polyoxyde d'éthylène". Le Mans, 2006. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2006/2006LEMA1026.pdf.

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Resumen

Ce travail de thèse a pour but d’élaborer et de caractériser des nanocomposites modèles à partir de polyoxyde d’éthylène (POE) et de particules d’argile de synthèse, la Laponite. L’élaboration fait intervenir un nouveau mode de préparation basé un concept de compatibilisation des particules en phase aqueuse ; préalablement au mélangeage en phase fondue. Des mesures de rhéologie, couplées à des expériences de diffraction des rayons X, ont démontré qu’il est possible d’obtenir une dispersion optimale des particules à l’état individuel, en compatibilisant les particules grâce à un greffage à saturation de polymère à leur surface. Des études de rhéologie ont mis en évidence les phénomènes pouvant intervenir dans l’origine de l’élasticité des nanocomposites. Suivant la masse molaire de la matrice polymère, le renforcement peut provenir soit d’un réseau tridimensionnel formé par les particules, soit d’une contribution de confinement des macromolécules à laquelle peut éventuellement s’ajouter un pontage interparticulaire. Les lois d’échelles reliant les modules élastiques et le seuil d’écoulement à la concentration en particules ont pu être établies. Des analyses thermiques ont mis en évidence le ralentissement de la cristallisation des chaînes de POE en en présence de Laponite. Les expériences de spectrométrie infrarouge et Raman ont souligné la présence d’une couche amorphe de polymère à la surface des particules expliquant le caractère non nucléant des particules et soulignant le rôle de l’interface matrice/particule sur le comportement thermique des nanocomposites à base de POE
This aim of this thesis is to elaborate and characterize model nanocomposites based on Polyethylene Oxide (PEO) and particles of Laponite, a synthetic clay. The elaboration brought in a new mode of preparation, based on a compatibilisation of the particles in aqueous phase, before melt mixing. Rheological studies as well as X-ray analyses have shown the efficiency of the compatibilisation concept. The best dispersion (up to individual particles) was obtained with a saturated coverage of end grafted polymer chains onto the surface of the Laponite particles. The origin of the melt elasticity has been attributed to various factors depending on the molecular weight of the matrix chains. For moderated molecular weights, the elastic character is ascribed to the formation of a network of dispersed particles, whereas contributions of chain confinement or chain bridging between particles are present with higher molecular weight matrices. Thermal analyses were performed in order to understand the effect of the Laponite particles on the crystallization of PEO chains. A non-nucleating behavior was concluded, and was proved by spectroscopic analyses (FTIR and Raman). Indeed, a layer of amorphous polymer was detected onto over the surface of the particles explaining the inhibition of the nucleating effect, often seen with nanoclays

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Engel, Robert. "Mélanges bitumes-polymères : préparation, caractérisation et étude de leur stabilité". Mulhouse, 1985. http://www.theses.fr/1985MULHA005.

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Parein, Thibault. "Synthèse de nanocharges thermoélectriques, mise en œuvre et caractérisation de nanocomposites thermoélectriques". Caen, 2015. http://www.theses.fr/2015CAEN2005.

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Resumen

L’objectif de ce travail est d’élaborer des composites polymère/charges thermoélectriques, pour tenter de répondre aux problématiques de coût, de rareté des précurseurs et de poids rencontrées dans le cas de matériaux thermoélectriques massifs. Dans un premier temps des composites polymère/tellurure de bismuth ont été mis en œuvre par micro-extrusion et par moulage par injection à partir de particules de taille micrométrique. Il a ainsi été démontré qu’il était possible par cette technique d’obtenir des composites conducteurs, cependant les valeurs de seuil de percolation observées sur ces matériaux restent élevées. Dans un deuxième temps, afin de remédier à ce problème, des composites à base de mélanges co-continus de polymères immiscibles ont été élaborés. La localisation sélective des charges dans une des phases polymères permet une diminution significative du seuil de percolation. Enfin, l’élaboration de nanocomposites a également été envisagée afin de diminuer le seuil de percolation des composites. Une procédure de synthèse simple et peu couteuse de nanoparticules de tellurure de bismuth a été développée durant cette thèse et a permis l’obtention de nanoparticules possédant la stœchiométrie et les propriétés souhaitées. La mise en œuvre de composites polymère/nanoparticules a été réalisée de façon similaire aux composites à base de particules micrométriques. Les analyses effectuées sur les nanocomposites ont ainsi mis en valeur une forte diminution du seuil de percolation, permettant de limiter la quantité de charges nécessaire pour obtenir des composites conducteurs, ainsi que le poids de ces derniers
The aim of this work is to elaborate polymer/thermoelectric fillers composites, in order to help solving the weight, scarcity of the precursors and cost problems of thermoelectric massive materials. Firstly, polymer/bismuth telluride composites have been processed by a micro-extrusion and injection molding process, from micrometric particles. The possibility of obtaining conductive composites by this process has been demonstrated, nevertheless the percolation thresholds of the composites remain high. Secondly, in order to solve this problem, composites have been elaborated from immiscible co-continuous polymer blends. A significant reduction of the percolation threshold has been obtained, due to the selective localization of the fillers into one of the polymer phases. Finally, the elaboration of nanocomposites has also been investigated in order to lower the percolation threshold of the composites. A simple and low-cost synthesis procedure for thermoelectric bismuth telluride nanoparticles has been developed and polymer/bismuth telluride nanocomposites have been processed by micro-extrusion. The characterization of the elaborated nanocomposites has shown a dramatic decrease of the percolation threshold, allowing the limitation of the amount of particles used to get conductive composites, as their overall weight

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Gagnon-Thibault, Évelyne. "Synthèse et caractérisation de matériaux polymères poreux pour le stockage d'hydrogène". Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29167/29167.pdf.

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Doeuff, Martine. "Matériaux lamellaires MPS ₃ (M = Mn, Cd, Fe, Ni) et chimie de coordination : caractérisation structurale et propriétés de nouveaux composés obtenus par chimie douce". Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112037.

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On montre qu'il est possible de synthétiser des composés MPS ₃. NH₂ O par des techniques de chimie en solution en réalisant des portages d'ions M² + par des coordinats P₂S₆ ⁴⁻. On a pu ainsi préparer Cu₂¹ PS ₃ que l'on ne peut pas préparer à haute température. NiPS ₃ conduits à de nouveaux composés d'intercalation. La réduction du dibenzènechrome sur certains MPS ₃ conduit à des matériaux originaux

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Larcher, Dominique. "Nouvelles voies de synthèse et caractérisation de matériaux d'électrodes positives pour accumulateurs au lithium". Amiens, 1997. http://www.theses.fr/1997AMIE0118.

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Ceausescu-Ersen, Elena Alina. "Application de la technique d'émission acoustique à la caractérisation de matériaux céramiques évolutifs". Limoges, 2004. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/f8093c9b-c946-42b9-b46b-605c5f162195/blobholder:0/2004LIMO0029.pdf.

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Resumen

L'émission acoustique est une technique de caractérisation non destructive habituellement mise en œuvre afin de suivre l'endommagement de matériaux soumis à des sollicitations mécaniques. Ce travail de thèse présente l'application de cette technique à des systèmes évolutifs dans le temps, en l'absence de toute contrainte mécanique externe. Le mémoire est d'abord dédié à la présentation de cette technique et que des applications recensées dans la littérature. Les premiers résultats présentés concernent le suivi de la prise du ciment alumineux pendant les premières heures (jeune âge). Les phénomènes de croissance et de frottement entre les hydrates alumino-calciques conduisent à une activité acoustique non négligeable. Dans un second temps, nous nous intéressons à la prise du plâtre seul ou avec un adjuvant retardateur de prise capable de s'adsorber à la surface du plâtre. Nous mettons en évidence la sensibilité de la technique aux phénomènes d'adsorption surfacique. Enfin, le mémoire se termine par le suivi des phénomènes d'adsorption d'eau ou de vidage de pores dans une céramique poreuse auxquels l'émission acoustique est également sensible
The acoustic emission is a non-destructive characterization technique usually applied for to monitoring the damage of materials submitted to mechanical stress. This thesis work presents the application of this technique to the study of evolving systems, in the absence of any external mechanic tension. The report begins with the presentation of this technique as well as its applications listed in the literature. The first results concern the monitoring of the calcium aluminate cement hydration phenomenon during the first hours (early age). The phenomena of growth and friction between the aluminium and calcium hydrates lead to a considerable acoustic activity. In the second time, we present the hydration of gypsum alone or in the presence of a retarding additive, which can be adsorbed at the surface of gypsum. We show that this technique is very sensitive to the surface adsorption phenomenon. Lastly, the report ends with the presentation of the studies on water adsorption or drying phenomena in a porous ceramic to which the acoustic emission is also sensitive

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Llàcer, Martínez Jaume. "Matériaux pérovskites hybrides : caractérisation des propriétés électroniques et stabilité à l’échelle nanométrique". Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1I062.

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Resumen

Le réchauffement climatique constitue aujourd'hui une des principales préoccupations de notre société. Année après année, son impact et ses conséquences sont de plus en plus visibles. L'accord de Paris a fixé pour objectif de limiter les émissions de CO2, principalement issues de la demande croissante d'énergie à base de combustibles fossiles. Depuis, la communauté scientifique a multiplié ses efforts dans la recherche de sources alternatives d'énergie propres telles que les énergies renouvelables. À cet égard, l'énergie solaire est censée être une des principales sources d'énergie susceptibles de remplacer les combustibles fossiles. Par conséquent, les technologies photovoltaïques ont énormément évolué et les matériaux, dont notamment ceux à base de pérovskites hybrides organiques-inorganiques halogénées, ont été parmi les technologies ayant connu la croissance la plus rapide des performances des cellules solaires. En effet, les matériaux de type pérovskite possèdent des propriétés uniques telles que la flexibilité, le faible coût et la facilité de fabrication. Néanmoins, il reste encore quelques problèmes importants concernant leur stabilité face aux conditions atmosphériques. Cette thèse porte sur la caractérisation des propriétés électroniques, à l'échelle nanométrique, des couches minces à base de pérovskite au moyen de microscopies à sonde locale (Conducting AFM, Kelvin Probe Force Microscopy, and Scanning Microwave Microscopy).Dans ce domaine de recherche en pleine croissance, de nombreuses structures de pérovskite, des méthodes de dépôt et des voies de synthèse ont été développées et introduites dans des cellules solaires à base de pérovskite. La première partie de cette thèse consiste à détailler le contexte des matériaux pérovskites et à décrire la méthodologie utilisée dans le cadre de cette thèse. Ensuite, nous étudions et comparons les propriétés électroniques à la surface de matériaux pérovskites synthétisés suivant deux voies différentes. Il est également connu que l'ingénierie des dispositifs augmentait les performances et la stabilité des cellules solaires en pérovskite. Dans la seconde partie de cette thèse, nous montrons que, pour une structure de pérovskite donnée, la stabilité vis-à-vis de l'exposition contrôlée à des petites quantités d'eau peut être considérablement améliorée par l'optimisation de la synthèse. Pour terminer, nous proposons une série de conclusions et de perspectives qui pourraient aider à mieux comprendre le comportement de la pérovskite à l'échelle locale et à améliorer les performances des cellules solaires
Global warming is one of the main concerns in our society nowadays, year after year the impact and consequences are becoming more visible. The Paris agreement set a target to limit the CO2 emission, which is mainly caused from the increasing demand for energy based on fossil fuels. Since then, the scientific community has increased their efforts on looking for clean energy sources such as renewable energies. In this regard, solar energy is meant to be one of the main energy sources that could replace fossil fuels. Therefore, photovoltaic technologies have evolved tremendously and, organic-inorganic hybrid halide perovskite materials have been one of the technologies with the fastest growth in solar cell performance. Perovskite materials possess unique properties such as flexibility, low-cost and ease to manufacture. Nonetheless, there are still some issues regarding their stability against atmospheric conditions that need to be understood. This dissertation focuses on the characterization of the electrical properties at the nanoscale of perovskite-based thin films by means of scanning probe microscopies (Conducting AFM, Kelvin Probe Force Microscopy, and Scanning Microwave Microscopy).In this growing field of research, many perovskite structures, deposition methods, and synthesis routes have been developed and introduced in perovskite-based solar cells. In the first part of this dissertation, the context of perovskite materials is detailed and the methodology used through the thesis is also described. Then, we study and compare the electronic properties at the surface of perovskite materials synthesized following two different routes. Moreover, it is known that device engineering can increase both, the performance, and the stability of perovskite solar cells. In a second part if the thesis, we show that for a given perovskite structure, the stability upon exposure to controlled small amounts of water can be significantly improved through the synthesis optimization. Finally, we provide a series of conclusions and perspectives that could help to further understand the perovskite behaviour at the local scale and to improve the cell performances

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Rondeau-Gagné, Simon. "Synthèse et caractérisation de nouveaux matériaux de type n pour applications en dispositifs photovoltaïques". Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27138/27138.pdf.

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Vittoz, Pierre-François. "Valorisation de bioressources dans des matériaux catalytiques organométalliques : préparation, caractérisation et applications en catalyse". Caen, 2016. http://www.theses.fr/2016CAEN2006.

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Resumen

L’objectif de cette thèse est de préparer de nouveaux matériaux catalytiques, basés sur la technologie SILP (Supported Ionic Liquid Phase), à partir de polysaccharides marins: l’alginate et le chitosane (matériaux Bio-SILCs). Deux voies d’immobilisation de la phase liquide ionique ont été envisagées: (i) par encapsulation: dans ce cas, le liquide ionique dans lequel est dissout un catalyseur organométallique est immobilisé au sein du réseau auto-assemblé du biopolymère; (ii) par voie sol-gel: le liquide ionique contenant le catalyseur organométallique est ici associé au biopolymère pour former un ionogel. Une attention particulière a été accordée à la caractérisation des matériaux Bio-SILCs de façon à définir les espèces catalytiques par des techniques spectroscopiques et microscopiques. Les matériaux Bio-SILCs ont ensuite été appliqués à deux grandes réactions organométalliques: la réaction de Tsuji-Trost catalysée par le palladium et (ii) la réaction de métathèse d’oléfines catalysée par le ruthénium. Les études catalytiques, associées aux études de mobilité des espèces par RMN, ont permis de définir les conditions optimales pour l’élaboration de nouveaux matériaux catalytiques performants. L’étude de recyclage des matériaux Bio-SILCs a également été évaluée dans ces deux réactions
The aim of this thesis is to prepare from two marine polysaccharides, alginate and chitosan, different types of materials for the supported ionic liquid phase catalysis technology (Bio-SILCs materials). Two immobilization ways of the ionic liquid phase on the biopolymer supports were investigated: (i) one by encapsulating the ionic liquid phase, containing a homogeneous catalyst, within a biopolymer matrix; (ii) one using a sol-gel process, leading to materials named ionogels. Special attention was given to the characterization of the Bio-SILCs materials using spectroscopic and microscopic techniques. The catalytic materials were applied to (i) the Pd-catalyzed Tsuji-Trost reaction and (ii) the Ru-catalyzed olefin metathesis. Catalytic performance and recyclability of the Bio-SILCs materials were studied in both reactions. The characterization of the Bio-SILCs materials, related to the catalytic studies, enabled to define the best experimental conditions leading to efficient catalytic materials

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Dourdain, Sandrine. "Caractérisation structurale, poreuse et mécanique de films minces de silice mésoporeuse : influence de la fonctionnalisation". Le Mans, 2006. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2006/2006LEMA1020.pdf.

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Resumen

Ce travail de thèse a porté sur la synthèse et la caractérisation de films minces de silice mésoporeuse. La synthèse de ces matériaux est basée sur l’auto-organisation de tensioactifs qui permettent de structurer à l'échelle nanométrique un squelette, constitué ici d’un gel de silice. Les paramètres pertinents influençant la structuration des films minces ont été appréhendés. En particulier, des études in situ par réflectivité des rayons X et par Diffusion en incidence rasante des rayons X (Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering, GISAXS), ont permis de mettre en évidence le rôle prédominant de l’humidité relative. Des protocoles d’extraction par rinçage à l’éthanol ont été établis pour dégager efficacement les structures mésoporeuses sans les écraser. Une méthode d'analyse de la porosité des films minces a ensuite été développée. Cette méthode est basée sur l’analyse quantitative des courbes de réflectivité par la méthode matricielle. Complémentée par l'analyse des clichés GISAXS, elle nous a permis de déterminer sur couche mince non seulement la porosité, la taille des pores et des murs mais aussi la surface spécifique et la distorsion des pores. Les pores de ces films mésoporeux ont une dimension idéale pour y parfaire l'étude de la condensation capillaire de l’eau. Quand l'eau pénètre dans les pores, le contraste de densité électronique décroît fortement. Ainsi, les techniques de diffusion des rayons X (réflectivité et GISAXS) permettent de suivre les isothermes de condensation et de désorption de l'eau dans les pores. La distribution de taille des pores peut alors être obtenue. Les isothermes d’adsorption d’eau ont permis également d'estimer la porosité, mais aussi d'appréhender par le biais de l'équation de Laplace, les propriétés mécaniques des films en accédant à leur module d’Young. Finalement nous avons conclu cette thèse par l'étude de la fonctionnalisation des films par divers groupements fonctionnels localisés à la surface des mésopores, dans l'optique de modifier leur hydrophilicité ou leur réactivité chimique
This work dealt with the synthesis and characterization of mesoporous silica thin films. The synthesis uses the surfactant self-assembly route in order to template a silica gel. Hybrid thin films presenting a high degree of organization at the nanometer scale are obtained. Then the surfactant removal leads to materials of organized and tailored porosities and of large surface areas. Different synthesis parameters have been investigated. In situ measurements carried out by X ray Reflectivity (XR) and Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering (GISAXS) have evidenced the major role played by the relative humidity. Some surfactant removal methods by ethanol rinsing have also been tested, with the intent to empty the mesopores without collapsing the mesostructured films. Based on the complete analysis of the reflectivity curves, a new method to determine the porosity of thin films has been developed. In combination with GISAXS experiments the pore and wall sizes, the surface area of the films and their pore distortion were obtained. The mesopores have a perfect size to promote the capillary condensation of water at ambient relative humidity. As the electron density contrast decreases strongly when water infiltrates the mesopores, the XR and GISAXS techniques have permitted to monitor by different ways the adsorption and the desorption of water in the porous network. The pore size distribution and porosity were estimated from the analysis of isotherms. Looking at the direct film structure deformation during the humidity cycles, some mechanical properties have also been investigated yielding the quantitative determination of the Young Modulus. Finally, this thesis was concluded by the study of the mesoporous films functionalisation. Different kinds of chemical functions have been grafted at the surface of mesopore with the aim to modify their hydrophilicity or their chemical reactivity

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Siberchicot, Bruno. "Caractérisation physique et chimique de nouveaux matériaux particulaires dérivés de Fe₄N pour l'enregistrement magnétique de haute densité". Bordeaux 1, 1989. http://www.theses.fr/1989BOR10586.

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L'enregistrement magnétique particulaire de haute densité requiert de la part des matériaux concernés un certain nombre de critères : géométrique (taille et morphologie), magnétiques (aimantation à saturation et rémanente élevées, champ coercitif dans la gamme 600-800 Oe) et une bonne stabilité chimique dans les conditions d'utilisation. Ce travail a été focalisé sur l'utilisation de Fe₄N sous forme divisée. Un intérêt particulier a été porté sur l'accroissement des propriétés magnétiques au travers d'un contrôle de la transformation des particules de précurseurs en microcristallites de Fe₄N. En outre, la conjugaison d'effets magnétiques et passivants a conduit à un pigment caractérisé par des propriétés physico-chimiques adaptées à une application d'enregistrement de haute densité.

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Cros, Hervé. "Caractérisation morphologique des microstructures de matériaux cimentaires par analyse d'images". Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30190.

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L'objectif de ce travail est d'etablir les bases d'une caracterisation morphologique quantitative de constituants de materiaux cimentaires. L'analyse d'images est l'outil approprie pour y parvenir. Parmi les methodes d'analyse d'images utilisees en science des materiaux, les plus adequates ont ete retenues et adaptees a trois themes d'application: ? les mesures granulometriques bidimensionnelles realisees a partir de l'operateur morphologique ouverture bidimensionnelle ont ete validees. Une methode de resolution matricielle basee sur l'ajustement par les moindres carres a permis, dans le cas d'ensembles de spheres, de passer de la granulometrie en projection ou en coupe a la granulometrie 3d. ? l'evaluation des teneurs a ete abordee par une double demarche: une methode originale de traitement d'echantillons de pate fraiche de ciment par cryosublimation, associee a une impregnation de resine a permis la realisation d'observations au meb. L'acquisition automatique de 2000 images et leur traitement approprie ont conduit a la caracterisation quantitative d'arrangements granulaires 2d tres interconnectes. Une simulation numerique 3d resultant de l'application d'un modele booleen de spheres molles s'interpenetrant a ete realisee. La granulometrie 2d d'une coupe de ce modele a ete comparee aux resultats experimentaux de la methode precedente. La correlation est bonne. Par ailleurs, l'application a l'etude du suivi de l'hydratation d'une pate de ciment a ete effectuee. Les resultats sont assez bien correles avec ceux des methodes classiques (eau liee, chaleur d'hydratation). ? la forme et la rugosite de surface d'elements de milieux pulverulents ont ete caracterisees. Une application relative a des cendres volantes est presentee

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Deligey, Fabien. "Caractérisation RMN de matériaux hybrides pour l’encapsulation de principes actifs". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0093.

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Actuellement, une voie de développement de formulations médicamenteuses novatrices passe par la vectorisation de principes actifs connus dans des nanoparticules. Des matériaux hybrides sont ainsi formés, possédant de nouvelles propriétés liées au nano-confinement. Les travaux ici menés s’appuient sur la sensibilité de la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) du solide aux phénomènes prenant place aux échelles moléculaires, pour effectuer une analyse structurelle et dynamique de deux vecteurs. Le premier, hydrophile, est une matrice nanoporeuse de silice sol-gel, dans laquelle sont confinés des complexes de nitroprussiate de sodium isolés. À partir de mesures de relaxation de spin et d’anisotropie de déplacement chimique, différents régimes de dynamique moléculaire sont mis en évidence. Ils sont modulés par la présence de molécules de solvant résiduelles (H2O). Des gammes de température et d’hydratation sont identifiées, pour lesquelles le complexe reste associé malgré un état ‘‘pseudo-liquide’’. Dans la condition limite d’absence d’eau, la restriction du mouvement des complexes confinés est élucidée en caractérisant les interactions dipolaires hôtes / invités. Le second système allie la double vectorisation de la curcumine hydrophobe dans des nanoparticules de lipides solides encapsulées dans une matrice de silice (SBA-15). Une stratégie d’étude conjointe par RMN du solide et par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) est mise en place. Les résultats montrent que d’autres facteurs que la compartimentalisation (polymorphisme, dynamique moléculaire des composés hôtes) doivent également être pris en compte pour la compréhension des propriétés de ces matériaux très hétérogènes. Malgré le recours à une instrumentation RMN de dernière génération (spectromètre 1GHz, sonde MAS 1.3mm), la présence de principe actif est observée uniquement dans les compartiments de tensioactif. Ces résultats permettent d’émettre de nouvelles hypothèses sur la distribution du principe actif, tout en montrant les limites de l’approche RMN basée uniquement sur l’étude des noyaux 1H
Nowadays, a way of developing novel medicinal compounds focuses on confinement of known active molecules inside nanoparticles. Therefore, hybrid materials emerge, exhibiting new properties related to nano-confinement. This work relies on the sensibility of solid-state Nuclear Magnetic Resonance (SS-NMR) towards molecular scale phenomena in order to perform structural and dynamical analysis of two delivery systems. They are modulated by the influence of residual solvent molecules (H2O). Temperature and hydration ranges are identified, for which the complex stays associated, although it is in a liquid-like state. Toward the limit of water absence, movement restrictions of the confined complexes are elucidated by characterizing dipolar host / guest interactions. The second system combines a double vectorization of hydrophobic curcumin molecules inside solid lipid nanoparticles, encapsulated inside a silica matrix (SBA-15). A joint SS-NMR and Differential Scanning Calorimetry (DSC) characterization strategy is put in place. The results show that other factors than compartmentalization (polymorphism, molecular dynamics of host compounds) should also be taken into account to understand the properties of these very heterogeneous materials. Despite resorting to the latest NMR instrumentation (1GHz spectrometer, 1.3mm MAS probehead), presence of the active ingredient is only detected inside the surfactant compartment. These results allow making new assumptions for the distribution of curcumin inside the material while showing the limits of an NMR approach relying solely on the study of 1H nuclei

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El, Khokh Norddine. "Synthèse, réactivité et caractérisation de précurseurs moléculaires de matériaux de haute pureté : alcoxydes des terres rares (lanthane, cérium) et du cuivre (II)". Nice, 1990. http://www.theses.fr/1990NICE4392.

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De nombreux matériaux inorganiques sont basés sur des oxydes simples ou multicomposants d'éléments lourds : terres rares ou éléments des groupes principaux. L’approche à ces matériaux par chimie douce nécessite l'emploi de précurseurs moléculaires bien définis, aisée à manipuler. Les procédés par chimie douce (sol-gel, mocvd : metal organic chemical vapor deposition) permettent d'aboutir à des matériaux de haute technologie sous formes variées (couches minces ou épaisses, fibres, membranes. . . ) Les alcoxydes métalliques présentent généralement des caractéristiques attrayantes (solubilité, volatilité, modulation aisée de leur sphère de coordination. . . ) pour constituer des précurseurs de choix d'oxydes de haute pureté. Les oxydes de terres rares entrent dans la fabrication de nombreux matériaux de haute performance (céramiques thermomécaniques, capteurs ioniques, supraconducteurs…). Différentes voies d'accès à des précurseurs solubles d'oxydes de terres rares ont été explorées. Les isopropoxydes de lanthane et d'ytterbium, obtenus par attaque directe du métal par l'isopropanol, se caractérisent par leur tendance à la condensation en oxoalcoxydes Ln5O(OiPr)13 (Ln=La, Yb) de structure closo. La particularité du cérium réside dans sa possibilité d'accéder à deux degrés d'oxydation stables Ce(III) et Ce(IV). L’attaque directe du cérium par l'isopropanol conduit à un dérivé isopropoxyde de cérium (III) instable qui par activation de l'oxygène moléculaire conduit à la formation d'un oxoalcoxyde de cérium (IV) en passant par un intermédiaire superoxo, dont la réactivité a été estimée. La réactivité du tetraisopropoxyde de cérium (IV) a été étudiée vis-à-vis d'alcools polydentes. Ce2(OiPr) 6(Mu2-Oc2H4NMeC2H4NMe2)2 représente le premier aminoalcoxyde de cérium (+4) structuralement caractérisé par diffraction des rayons x

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Didane, Nizar. "Elaboration et caractérisation fonctionnelle de matériaux polymères intumescents : application aux textiles de recouvrement". Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10062/document.

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Resumen

Ce travail se place dans le contexte de développement de nouveaux textiles ignifugés dédiés au recouvrement de sièges pour le secteur ferroviaire. Il porte plus particulièrement sur l’amélioration des propriétés au feu du poly (éthylène téréphtalate) (PET) par addition en voie fondue de retardateurs de flammes. Un mélange synergique d’additifs basé sur la littérature a été sélectionné (phosphinates de zinc et nanocharges OctaMethyl POSS) et a permis l’élaboration de multifilaments en PET ignifugé avec une teneur en additifs d’environ 10 % en masse. D’autres systèmes ignifugés à base de phosphinates de zinc ou d’aluminium et différents POSS ont été également étudiés. Les matériaux élaborés ont montré des comportements au feu distincts qui semblent liés d’une part à la dégradation thermique des nanocharges et les composés qu’ils libèrent et d’autre part aux réactions entre les POSS et le métal présent dans les additifs phosphorés. L’élaboration de multifilaments à taux de charges élevés (20 % en masse) a été étudiée avec des phosphinates de zinc ou d’aluminium qui sont respectivement fusibles et infusibles. Les modifications du comportement rhéologique du PET en présence des additifs ont étaient diminuées par l’incorporation du poly (butylène téréphtalate) (PBT). Des travaux sur l’ignifugation des textiles par mélange de fibres ou par enduction ont été menés et ont conduit à des résultats intéressants et complémentaires à l’étude par voie de filage. Les aspects de compatibilité et d’état de dispersion entre additifs et polymère et leur impact sur les propriétés physiques des matériaux fibreux ont été également étudiés
This work is dealing with the development of fire resistant covering textiles for railway field. It particularly concerns the improvement of poly (ethylene terephthalate) (PET) fire properties by melt blending fire retardants. Based on literature, a synergistic blend of additives has been selected (zinc phosphinates and OctaMethyl POSS nanofillers) and processed into PET multifilaments with 10% of loading content. Other fire resistant systems combining zinc or aluminium phosphinates with different POSS has been also studied. The developed materials showed distinct fire behaviours which could be related in one hand, to the released species of POSS through thermal degradation and on the other hand, to reactions between POSS and the metal element on the phosphorus-containing agent. The elaboration of highly loaded multifilaments (20 wt.%) has been studied with zinc or aluminium phosphinates which are respectively fusible and infusible. Rheological modifications occurred when fillers are added to PET and incorporation of poly (butylene terephthalate) (PBT) diminished the observed phenomena. Works on textile fire retardancy by fibres blending or back coating has been led and gave interesting results. Compatibility and dispersion state of fillers on polymer and their impact on the fibrous materials physical properties has been also studied

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Serin, Virginie. "Caractérisation d'éléments de matériaux composites, fibres de carbone et nitrure de bore en microscopie électronique". Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30043.

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Resumen

Notre travail a porte sur l'application de la microscopie electronique analytique a l'etude de materiaux composites a fibres longues. Dans ce domaine, nous avons essentiellement utilise la spectroscopie de pertes d'energie d'electrons (eels) qui, par l'exploitation des signaux associes a l'excitation des niveaux atomiques profonds, permet de caracteriser les elements presents dans une portion de volume (<10#-#3 m#3) de l'echantillon. Les experiences ont ete conduites sur le microscope a tres haute tension 1 mv du laboratoire et le microscope philips em400t a 120 kv, equipes d'un systeme dispersif d'electrons, la resolution spatiale d'analyse varie de 100 nm a 10 nm. La technique eels, bien adaptee a la caracterisation des elements de faible numero atomique, nous a permis d'etudier plus particulierement les fibres de carbone et les revetements de nitrure de bore (bn), qui interviennent comme des composants importants des materiaux composites. La connaissance de la composition et de la nature structurale de ces elements est tout a fait essentielle pour la maitrise de leurs proprietes physiques. Au cours de ce travail, nous avons determine par analyse elementaire quantitative la repartition de l'azote dans certains types de fibres de carbone. L'azote est concentre pres de la surface. Ce resultat est un element important dans le developpement des theories sur l'elaboration des fibres de carbone et la maitrise de leurs proprietes mecaniques. L'analyse structurale, rendue possible par l'exploitation du signal exelfs, a porte sur differentes varietes de carbone et de nitrure de bore. Cette etude a permis de caracteriser les differences structurales des formes cristallisees, semi-cristallisees et amorphes et d'identifier la structure dite turbostratique dans ce type de materiau

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Beji, Zyed. "Synthèse par chimie douce et caractérisation de poudres et de films nanocristallins de ferrites mixtes de Ni - Zn : études des propriétés magnétiques statiques". Paris 7, 2008. http://www.theses.fr/2008PA077203.

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Resumen

Les ferrites Ni-Zn sont des matériaux importants pour les applications fréquentielles. La préparation de ces matériaux sous forme de films et la compréhension de leurs propriétés magnétiques statiques en relation avec leur structure et leur microstructure constituent une étape primordiale pour la maîtrise de leurs propriétés magnétiques dynamiques. Des poudres et des films nanocristallins Ni ₁₋xZnxFe₂O₄ ont été préparés par le procédé polyol. L'optimisation des conditions de synthèse nous a permis d'obtenir des particules fines et monodisperses, ainsi que des films nanocristallins d'épaisseur micrométrique. La structure nanocristalline des films est confirmée par diffraction X et par microscopie électronique. La caractérisation structurale des films et des nanoparticules de Ni ₁₋xZnxFe₂O₄montre une répartition des cations dans la maille spinelle différente de celle thermodynamique stable. Après un traitement thermique à 400°C un retour progressif à la structure thermodynamique stable est observé. L'étude des propriétés magnétiques de ces poudres et ces films montre que ceux-ci sont superparamagnétiques à température ambiante. Alors que l'aimantation des poudres est proche de celle des matériaux massifs, celle des films est faible. Cette différence dans les propriétés magnétiques est attribuée à la densification des films par la formation d'interfaces entre les nanoparticules déposées sur le substrat lors de la pulvérisation du sol utilisé ainsi qu'à l'apparition d'un comportement coopératif. Un traitement thermique à 400°C peut participer à l'amélioration des propriétés magnétiques des films. Malheureusement dernier entraîne une forte instabilité morphologique
Ni-Zn soft ferrite thin films are promising materials for many applications in the hyperfrequency field. The preparation of nanocristalline films based on these materials and the comprehension of their static magnetic properties related to their structure and microstructure are primordial to control their dynamic magnetic properties and consequently, to integrale them, in an optimized way, as miniaturized devices. Ni₁₋xZnxFe₂O₄ powder and films have been prepared by the polyol method. Synthesis optimization allowed us to have fine and monodispersed nanoparticles. Films of micrometric thickness were obtained as well. Nanocristalline film structure was confirmed by X ray diffraction and also by transmission electronic microscopy. EXAFS and Mössbauer experiments conducted on the as-produced powders and films show that their structure is different from the thermodynamically stable one. Magnetic studies of the powder and the Ni ₁₋xZnxFe₂O₄ films showed that they present a superparamagnetic behaviour at room temperature. While powder magnetization was relatively high and close to bulk materials, film magnetization was low. This behavior was due to the film densification with interface formation between the nanocristals (such as grain boundaries) and also to the installation of cooperative phenomena. Our study proved that the thermal treatment does not take part in the improvement of the film magnetic properties

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Morvan, Myriame. "Caractérisation des odeurs de matériaux de l'habitacle automobile par "nez électronique", analyse sensorielle et analyse physico-chimique". Toulouse, INPT, 2001. http://www.theses.fr/2001INPT026G.

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Aujourd'hui, l'image olfactive d'un habitacle fournit une signature au véhicule et devient un enjeu d'identification et de différenciation. Dans ce cadre, l'utilisation des "nez électroniques" est apparue intéressante notamment par sa mise en oeuvre simple et rapide. Différents types de capteurs (polymères conducteurs (CP), à oxydes métalliques (MOS) et à structures à effets de champs (MOSFET) ont été testés afin de sélectionner les milieux adaptés à l'étude de mousses polyuréthannes utilisées dans la conception de sièges automobiles. Les capteurs CP se sont avérés inappropriés à leur discrimination tandis que les MOS ont apporté des réponses intéressantes, enrichies par l'information indépendante et complémentaire des capteurs MOSFET. A partir du système hybride sélectionné disposant de ces deux technologies, une base de données "nez électronique" a été constitué, sur les échantillons mousses, dans des conditions d'analyses optimisées. Elle a souligné l'influence de l'humidité relative du mélange gazeux sur les réponses des capteurs et un modèle mathématique a été proposé pour les corriger en "humidité". Afin de mieux comprendre l'information fournie par les différents capteurs, des données d'analyses sensorielle et physico-chimique ont été confrontées aux données "nez électronique". L'analyse factorielle multiple réalisée a mis en évidence les relations existant entre les données "nez électronique" et les sensations olfactives perçues par les sujets et ont pu être reliées à la composition chimique des émissions des mousses. Toutefois, les capteurs de gaz testés ne transcrivent pas la globalité de l'information obtenue par analyse sensorielle. Néanmoins, les trois types d'analyses ont permis de distinguer les mousses selon leur fournisseur. Ces travaux ont montré les avantages et les limites d'une application, dans le secteur automobile, des "nez électroniques" testés. Ils ont également permis de définir quelques voies d'amélioration de leurs performances.

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Giljean, Sylvain. "Caractérisation Multi-Échelles de la Rugosité de Matériaux Métalliques à Usage Biomédical : Effet sur la Mouillabilité et l'Adhésion de Cellules Osseuses". Mulhouse, 2007. http://www.theses.fr/2007MULH0888.

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Ce travail a pour but de caractériser, à différentes échelles, par profilométrie tactile et par des méthodes de calcul rigoureuses, la topographie de biomatériaux métalliques (acier inoxydable, titane et alliage de titane) obtenue par polissage à différents grades de papier abrasif et par électroérosion. L'effet de la rugosité sur la mouillabilité. Quantifiée par gonion et l'effet de la rugosité sur le comportement de cellules osseuses humaines, quantifie iac r- analyse d'images est statistiquement déterminé par le calcul de la pertinence de 101 paramètres de rugosité à toutes les échelles allant de 0,2 µm à 5 mm. Il apparaît que la seule connaissance du paramètre de rugosité Ra calculé à une longueur d'évaluation arbitrairement choisie est insuffisante pour étudier l'effet de la rugosité. La rugosité doit être définie par des paramètres d'amplitude, de fréquence, hybrides et fractals et la longueur d'évaluation doit être adaptée à la taille de l'élément étudiée
This work aims to characterize the topography of metallic biomaterials (stainless steel, pure titanium and titanium alloy) by using a tactile profilometer and powerful mathematical treatments. The samples topography is obtained either by grinding with different paper grades or by electroerosion. The roughness effect on wettability, evaluated by goniometry, and the roughness effect on human bone cell behaviour, determined by image analyses, is statistically evaluated by calculating the relevance of 101 roughness parameters at different scales from 0. 2 m to 5 mm. The major conclusion is that the evaluation of the rouglmess by the Ra parameter at only one scale, arbitrarily chosen, is insufficient to understand the roughness effect. Roughness must be defined by amplitude, frequency, hybrid and fractal parameters and the evaluation length must be adapted to the size of the studied element

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Silvert, Pierre-Yves. "Préparation et caractérisation de poudres de métaux précieux obtenues par le procédé polyol". Amiens, 1996. http://www.theses.fr/1996AMIE0107.

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Le procédé polyol est une méthode de synthèse de poudres métalliques par chimie douce. Il consiste en la réduction d'un sel métallique par un polyol liquide. Un contrôle strict des paramètres réactionnels permet d'obtenir des poudres métalliques dans un très large domaine en taille (des colloïdes aux particules submicroniques) monodisperses et présentant une grande pureté. Ce travail a permis de mettre au point la synthèse de l'argent colloïdal et d'initier l'étude du mécanisme de formation de ces particules. La méthode de synthèses du palladium submicronique a été optimisée, et nous avons pu obtenir des colloïdes d'alliage Ag-Pd monodisperses. L'or et le platine peuvent être obtenus sous forme de colloïdes ou de poudres submicroniques. Nous avons enfin démontré la faisabilité de poudres d'alliage Pt-Au. Une étude fondamentale des mécanismes réactionnels mis en jeu a été entamée

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Deligey, Fabien. "Caractérisation RMN de matériaux hybrides pour l’encapsulation de principes actifs". Thesis, Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0093/document.

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Actuellement, une voie de développement de formulations médicamenteuses novatrices passe par la vectorisation de principes actifs connus dans des nanoparticules. Des matériaux hybrides sont ainsi formés, possédant de nouvelles propriétés liées au nano-confinement. Les travaux ici menés s’appuient sur la sensibilité de la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) du solide aux phénomènes prenant place aux échelles moléculaires, pour effectuer une analyse structurelle et dynamique de deux vecteurs. Le premier, hydrophile, est une matrice nanoporeuse de silice sol-gel, dans laquelle sont confinés des complexes de nitroprussiate de sodium isolés. À partir de mesures de relaxation de spin et d’anisotropie de déplacement chimique, différents régimes de dynamique moléculaire sont mis en évidence. Ils sont modulés par la présence de molécules de solvant résiduelles (H2O). Des gammes de température et d’hydratation sont identifiées, pour lesquelles le complexe reste associé malgré un état ‘‘pseudo-liquide’’. Dans la condition limite d’absence d’eau, la restriction du mouvement des complexes confinés est élucidée en caractérisant les interactions dipolaires hôtes / invités. Le second système allie la double vectorisation de la curcumine hydrophobe dans des nanoparticules de lipides solides encapsulées dans une matrice de silice (SBA-15). Une stratégie d’étude conjointe par RMN du solide et par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) est mise en place. Les résultats montrent que d’autres facteurs que la compartimentalisation (polymorphisme, dynamique moléculaire des composés hôtes) doivent également être pris en compte pour la compréhension des propriétés de ces matériaux très hétérogènes. Malgré le recours à une instrumentation RMN de dernière génération (spectromètre 1GHz, sonde MAS 1.3mm), la présence de principe actif est observée uniquement dans les compartiments de tensioactif. Ces résultats permettent d’émettre de nouvelles hypothèses sur la distribution du principe actif, tout en montrant les limites de l’approche RMN basée uniquement sur l’étude des noyaux 1H
Nowadays, a way of developing novel medicinal compounds focuses on confinement of known active molecules inside nanoparticles. Therefore, hybrid materials emerge, exhibiting new properties related to nano-confinement. This work relies on the sensibility of solid-state Nuclear Magnetic Resonance (SS-NMR) towards molecular scale phenomena in order to perform structural and dynamical analysis of two delivery systems. They are modulated by the influence of residual solvent molecules (H2O). Temperature and hydration ranges are identified, for which the complex stays associated, although it is in a liquid-like state. Toward the limit of water absence, movement restrictions of the confined complexes are elucidated by characterizing dipolar host / guest interactions. The second system combines a double vectorization of hydrophobic curcumin molecules inside solid lipid nanoparticles, encapsulated inside a silica matrix (SBA-15). A joint SS-NMR and Differential Scanning Calorimetry (DSC) characterization strategy is put in place. The results show that other factors than compartmentalization (polymorphism, molecular dynamics of host compounds) should also be taken into account to understand the properties of these very heterogeneous materials. Despite resorting to the latest NMR instrumentation (1GHz spectrometer, 1.3mm MAS probehead), presence of the active ingredient is only detected inside the surfactant compartment. These results allow making new assumptions for the distribution of curcumin inside the material while showing the limits of an NMR approach relying solely on the study of 1H nuclei

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Ciaravino, Célestine. "Elaboration de céramiques à partir de minerais de tungstène, niobium et tantale, caractérisation et propriétés". Toulon, 2001. http://www.theses.fr/2001TOUL0001.

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Mailley, Sophie. "Caractérisation électrochimique de nouveaux matériaux d'électrode Bi2Ru2O7 et Bi3Ru3O11 : application aux capteurs potentiométriques à oxygène fonctionnant à basses températures". Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0159.

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Ce travail a ete consacre a la caracterisation electrochimique de nouveaux materiaux d'electrode susceptibles d'etre utilises dans des capteurs potentiometriques a oxygene mettant en uvre la zircone stabilisees les oxydes bi2ru207 et bi3ru3011 ont ete etudies. Les eleectrodes ont ete realisees soit par depot de peinture synthetisee a partir de poudre des oxydes soit a l'aide de la technique pyrosol. La reaction d'electrode a ete etudiee a l'aide de techniques de caracterisation (diffraction des rayons x et microscopie electronique a balayage) et de mesures potentiometriques, par spectroscopie d'impedance et voltamperometrie. Divers traitements chimiques superficiels ont ete testes. Le pretraitement des electrodes a l'eau regale donne les meilleurs resultats un temps de reponse du capteur de l'ordre de quelques secondes a ete obtenu a 500 k. Les effets de ce traitement sont conserves pendant plusieurs semaines. Le role essentiel d'une conduction mixte dans le materiau d'electrode sur les proprietes electrocatalytiques du materiau d'electrode a ete confirme

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Dubé, David. "Matériaux mésostructurés organosiliciques fonctionnalisés acides synthèse, caractérisation et propriétés catalytiques". Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26195/26195.pdf.

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Thepot, Philippe. "Matériaux hybrides organo-minéraux élaborés à partir de précurseurs moléculaires à liaison Si-C. Caractérisation et réactivité". Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20108.

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Des materiaux amorphes hybrides organo-mineraux de type silsesquioxane rsio#1#,#5 ont ete elabores, par la voie sol-gel, a partir de monomeres organosilicies polyfonctionnels. Les solides obtenus sont microporeux et presentent de grandes surfaces specifiques. Les caracteristiques physiques et morphologiques dependent plus des conditions experimentales que de la structure et de la geometrie des precurseurs moleculaires simples etudies. L'influence d'interactions entre les molecules de precurseur sur l'elaboration du solide a egalement ete mise en evidence. La formation de gels a partir de precurseurs olefiniques est catalysee par des sels de pd#i#i. La coordination de molecules de precurseur sur le metal accelere notablement la polycondensation et conduit a des solides de tres faible porosite ou surface specifique. Un gel hybride contenant des unites complexe de transfert de charge terthiophene/tcnq a ete caracterise. Ce solide presente des caracteristiques tres differentes de celles de gels analogues obtenus en l'absence de tcnq. L'oxydation de la liaison si-c dans des gels a ponts thiophenylene a permis de mettre en evidence la formation de polythiophene au sein du solide amorphe. Ce couplage oxydant a ete etendu aux monomeres silyles en solution. L'oxydation anodique permet d'obtenir des polythiophenes dont les caracteristiques ir et raman revelent des longueurs de conjugaison tres elevees. Enfin, la liaison si-c labile dans des gels hybrides contenant des motifs 1,3-butadiyne a permis l'elimination du motif organique dans des conditions douces, ouvrant ainsi des perspectives pour l'elaboration controlee de gels inorganiques a partir de materiaux hybrides

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Haouas, Adnan. "Comportement au jeune âge des matériaux cimentaires – Caractérisation et modélisation chimio-hydro-mécanique du retrait". Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00189059.

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Le comportement au jeune âge des matériaux à matrice cimentaire est un phénomène complexe qui met en opposition une structure évolutive, mais encore faible mécaniquement et des sollicitations externes particulières en terme de température, humidité et blocage mécanique par exemple. Il en résulte dans certains cas la fissuration par retrait gêné du matériau en cours de développement. Une approche couplée expérimentale-numérique a été développée afin de reproduire le phénomène de fissuration par retrait empêché, en laboratoire et sous conditions contrôlées. Cette approche identifie les paramètres clés nécessaires à la construction d'un modèle mésoscopique numérique prédictif qui prend en compte les effets des couplages chimio-hydro-mécaniques sur l'évolution des propriétés physico-mécaniques du matériau.

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Molina, Émilie. "Matériaux hybrides mésoporeux fonctionnalisés par des polymères : élaboration, caractérisation physico-chimique et applications biomédicales". Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2015. http://www.theses.fr/2015ENCM0024.

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Ce travail de thèse porte sur l’élaboration de matériaux siliciques mésostructurés par des agents structurants originaux : les micelles complexes de polyions ou micelles PICs, qui présentent la particularité de s’assembler de façon réversible dans l’eau. Les micelles PICs sont des assemblages formés par interactions électrostatiques entre un copolymère à blocs double-hydrophiles (DHBC) neutre-ionisable et un agent de micellisation de charge opposée au DHBC. Le DHBC utilisé est un poly(oxyde d’éthylène)-b-poly(acide acrylique) POE-b-PAA synthétisé par polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d’atome (ATRP) et les agents de micellisation sont commerciaux (oligochitosane OC, antibiotiques aminoglycosides). Tout d’abord, l’influence de divers paramètres (pH, température, concentration) sur les propriétés d’association des micelles PIC a été étudiée en solution aqueuse. Puis, l’influence de ces mêmes paramètres sur la structuration de la silice en présence de complexes de polyions POE-b-PAA/OC a été recherchée, et a permis de mieux appréhender les mécanismes de formation des matériaux hybrides. Il a ainsi été montré qu’en jouant sur les interactions entre les divers constituants, il était possible de contrôler la mésostructure des matériaux (hexagonale, lamellaire, vermiculaire) et leur morphologie (nanoparticules, microparticules). Enfin, la versatilité de l’utilisation de micelles PIC en tant qu’agents structurants de la silice a été mise en évidence avec des systèmes POE-b-PAA/aminoglycosides, qui ont permis d’obtenir directement des matériaux structurés ordonnés chargés en principes actifs. Par ailleurs, les possibilités offertes par l’utilisation des micelles PIC notamment en termes de fonctionnalité et de réversibilité de la micellisation, ont été exploitées et ont permis d’obtenir facilement des matériaux mésoporeux fonctionnalisés par les chaînes ionisables du DHBC, suite à l’extraction sélective de l’agent de micellisation. Il a été montré que de tels matériaux fonctionnels sont capables de complexer des espèces de charges opposées et notamment des principes actifs, qui peuvent par la suite être relargués de façon pH-dépendante
Mesostructured hybrid materials were prepared by using original silica-structuring agents, which are polyion complex (PIC) micelles. A great advantage of PIC micelles is that they can be reversibly assembled in aqueous solution by varying physico-chemical parameters. PIC micelles are formed by electrostatic complexation between a neutral-anionic double-hydrophilic block copolymer (DHBC) and an oppositely charged agent of micellization; here a poly(ethylene oxide)-b-poly(acrylic acid) PEO-b-PAA (synthesized by controlled radical polymerization by atom transfer ATRP) and commercial polyamines (oligochitosan OC or aminoglycoside antibiotics) were respectively used. First, the influence of various parameters (pH, temperature, concentration) on PIC micelle association properties was investigated in aqueous solution. Then, the effect of these parameters on the silica mesostructuring process was studied, it provides a better understanding of the formation mechanisms. It was shown that varying interactions between constituents allows to control the mesostructure (hexagonal, lamellar, wormlike) and the material morphology (nanoparticle, microparticle). Finally, the versatility of the approach has been demonstrated with PEO-b-PAA/aminoglycoside systems. Drug-loaded ordered mesostructured materials were prepared following a one-pot route. Moreover, taking advantage of the high degree of functionality of DHBC polymers and of the reversibility of the micellization, polyacid-functionalized mesoporous materials were directly prepared by selectively extracting the micellization agent. PAA-functionalized silica materials were then used to complex diverse active entities such as drugs, whose delivery could be pH-controlled

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Xu, Feina. "Caractérisation, application et modification de membranes échangeuses d'ions en milieu hydro-organique et organique". Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20175.

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Abouab, Nicolas. "Matériaux sandwichs en composites à matrice céramique : réalisation et caractérisation, modélisation du comportement thermo-mécanique". Electronic Thesis or Diss., Bordeaux, 2024. http://www.theses.fr/2024BORD0435.

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Les composites à matrice céramique (CMC) sont des matériaux présentant une grande résistance thermo-mécanique pour une relativement faible masse volumique, les désignant alors comme des matériaux de choix dans l'aéronautique et l'aérospatial. Leur raideur pourrait encore être améliorée par la réalisation de structures sandwiches. Néanmoins la dureté élevée des CMC en fait des matériaux difficiles à usiner, et leurs procédés d’élaboration limitent la complexité des mises en forme possibles. La réalisation de structures sandwiches en CMC nécessite donc un développement spécifique. Ces travaux de thèse se présentent alors comme un guide méthodologique pour l'étude d'intersections en « T » considérées ici comme l'architecture élémentaire représentative d'une structure sandwiche en C/SiC. Dans un premier temps, différentes approches de fabrication d'intersection sont mise en œuvre : par assemblage de plaques finies, par pliage et co-densification de pans de fibres, ou encore par tissage 3D d'une préforme d'un seul tenant. La première approche a donné lieu au développement d’un procédé innovant d’assemblage par infiltration non-réactive (NoRI), dont la microstructure et la composition chimique du joint sont analysées par MEB, MET, EDS et sonde Raman. Les intersections en « T » fabriquées selon chacune des trois approches sont de plus caractérisées et comparées morphologiquement par tomographie au rayon-X, microscopie optique et porosimétrie. Deuxièmement, la caractérisation mécanique des intersections examinées, et des composites et joints d'assemblages les constituant, sont conduit à température ambiante ainsi qu'à 1200°C grâce à un moyen d’essai spécifique développé pendant la thèse. Troisièmement, deux méthodes de modélisation mécanique par éléments-finis (EF) sont implémentées et testées sur nos intersections en « T » : une méthode homogène avec l'identification des propriétés équivalentes sur les essais, et une méthode enrichie par les données méso-structurales obtenues par tomographie. Un déploiement de ces modèles à l'échelle de la structure sandwiche visée est enfin abordé
Ceramic matrix composites (CMC) are high thermo-mechanical resistant materials with relatively low bulk density. They constitutes then prime materials for aeronautic and aerospace applications. Besides, their stiffness could be even further increased by manufacturing them into sandwich structures. However their great hardness makes them difficult to machine and their processing techniques limit the achievable shape complexity. CMC sandwich structure manufacturing thus requires some specific development. These PhD work therefore constitutes a methodological guide for studying T-shape intersections, here considered as the representative elementary architecture of a sandwich structure made of C/SiC. First of all, different approaches for producing intersections are implemented : by assembling finished plates, by folding and co-densifying pieces of fibre fabric, or by 3D weaving of a single piece preform. The first approach lead to the development of an innovative assembling process by non-reactive infiltration (NoRI). The microstructure and the chemical composition of the resulting joint are analysed by SEM, TEM, EDS and Raman spectroscopy. The T-shape intersections produced according to each of the three approaches are furthermure morphologically characterised and compared through X-ray tomography, optic microscopy and porosimetry. Secondly, mechanical characterisation of the investigated intersections, and their constitutive composites and assembly joints, are conducted at room temperature as well as 1200°C thanks to a specific testing equipment developed during this thesis. Thirdly, two methods of mechanical FE modelling are implemented and tested on the T-shape intersections : a homogeneous method where equivalent properties are identified thanks to testing records, and a meso-informed method using meso-structure data obtained by tomography. Extending theses models into the targeted sandwich structure scale is addressed eventually

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Benbertal, Djamal. "Sur de nouvelles méthodes de synthèses de poudres céramiques : élaboration et caractérisation de silicates préparés par chimie douce". Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30129.

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Ce travail porte sur l'elaboration de poudres ceramiques par des voies chimiques. Celles-ci se caracterisent par un passage en phase gazeuse ou liquide au cours de la synthese. La methode du flux reactif, utilisation d'un vecteur gazeux participant a la reaction, a ete retenue pour l'etude du systeme lanthane-titane-oxygene qui fait l'objet du premier chapitre. Dans ce systeme, un certain nombre de composes ternaires sont connus et font l'objet d'applications, comme par exemple le materiau ferroelectrique la#2ti#2o#7. Cette etude conduit a la preparation et a la caracterisation structurale, par diffraction des rayons x sur monocristaux, de deux composes nouveaux: la#2ti#2sio#9 et la#4ti#9si#2cl#2o#2#7. Cette methode a egalement permis de preparer une cementite partiellement nitruree, fe#3c#0,#9n#0#,#1 a l'etat de monocristaux utilisables pour une experience de diffraction. La structure de la cementite est connue par diffraction sur poudre depuis 1940 mais c'est la premiere fois que des monocristaux du compose homometallique sont obtenus, permettant une analyse tres precise de la structure. Le second chapitre du memoire est consacre a la preparation de silicates par chimie douce. La reaction de base consiste en une attaque par la potasse alcoolique de melanges si+metal, si+alliages metalliques, si+nitrures metalliques. Parmi la trentaine d'elements testes, une quinzaine reagissent conduisant a des silicates amorphes aux rayons x. Parmi eux, le bore et l'aluminium permettent d'acceder respectivement aux verres borosilicates ainsi qu'aux aluminosilicates. Cette reaction ouvre un champ de recherches extremement vaste dont l'exploration est loin d'etre terminee

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Ati, Mohamed. "Synthèse, structures et propriétés des composés LiMSO4F (M = métal 3d) en tant que matériaux d'électrode positive pour batteries à ions Li". Amiens, 2013. http://www.theses.fr/2013AMIE0118.

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Cette thèse porte sur l'élaboration de nouveaux composés fluorosulfates de formule générale LiMSO4F (M = métal 3d) en tant que matériaux d'électrodes positives pour les batteries au lithium via des procédures éco-efficaces. Parmi d'autres, LiFeSO4F a paru comme un candidat sérieux en tant que matériau d'électrode positive pour les batteries à ions Li. Ainsi, nous nous sommes d'abord intéressés à l'optimisation de sa synthèse en employant trois méthodes de synthèses différentes, à savoir la méthode ionothermale, la méthode solvothermale en employant des polymères et des polyols, et la méthode tout-solide (T ≤ 300°C). Les études structurales et électrochimiques de ce matériau ont révélé qu'il possède des propriétés électrochimiques et structurales attractives pour l'application batteries à ions Li. Par la suite, l'extension de nos recherches aux autres membres de cette famille à base des autres métaux 3d tels que le Co, Ni, Mn, et Zn nous a permis de découvrir la richesse de cette famille. En effet, nous avons observé que le composé LiMnSO4F cristallise dans la structure triplite et LiZnSO4F cristallise dans la structure sillimanite, complètement différentes de la structure tavorite de LiFeSO4F. Cette découverte nous a incité à étudier les propriétés structurales et électrochimiques des solutions solides LiMyFe1-ySO4F (M = Mn, Zn) afin d'avoir une meilleure compréhension de leurs propriétés. À la surprise générale, les phases solutions solides de structure triplite ont présenté un potentiel redox de l'ordre de 3,9 V vs. Li quel que soit l'élément de substitution et sa concentration ; il s'agit, en fait, du potentiel redox le plus élevé jamais rapporté pour le couple Fe3+/Fe2+ dans un composé inorganique. Par ailleurs, en jouant sur les conditions de la synthèse, nous avons réussi à préparer le composé LiFeSO4F dans la structure triplite. Ce dernier possède, lui aussi, un potentiel redox de 3,9 V vs. Li avec une bonne réversibilité associée à l'extraction/insertion du lithium et une bonne stabilité structurale au long de cyclage. Pour terminer, nous avons pu également synthétiser un nouveau composé fluorosulfate non lithié (FeSO4F1-yOHy) en utilisant la méthode de synthèse tout-solide. Ce matériau présente des propriétés structurales et électrochimiques intéressantes en tant que matériau d'électrode positive pour les batteries métal polymère. Son potentiel redox moyen est compris entre 3,2 et 3,58 V vs. Li, en fonction de la teneur en OH. Ce matériau a montré une bonne faculté d'extraire/insérer du lithium d'une manière réversible au cours de cyclage
This thesis has focused on the synthesis and characterization of new fluorosulfates compounds, namely LiMSO4F (M = 3d metals) as a new electrode materials for LIBs through different sustainable synthetic approaches. Among them, LiFeSO4F appears as a serious candidate for positive electrodes. Therefore, we tried, first, to obtain it using different synthesis methods (ionothermal, solvothermale, and solid-state process). Our structural and electrochemical investigations show its nice stability over cycling with attractive performances (3. 6 V vs. Li; Qth = 151 mAh/g). Afterward, our investigations of the other members of this family using other 3d metals (Co, Ni, Mn and Zn) revealed that both LiMnSO4F and LiZnSO4F crystallize in two differents structures namely triplite and sillimanite, respectively. Hence our motivation to study the solid solutions of LiMyFe1-ySO4F based on Mn and Zn. Surprisingly, the LiMyFe1-ySO4F (M = Mn, Zn) triplite type structure show a higher redox potential compare to the two others polymorphs (tavorite and sillimanite) in the range of 3. 9 V vs. Li. To our knowledge, this is the highest redox potential reported for Fe3+/Fe2+, so far. Moreover, these solid solutions powders show a nice stability over cycling with nominal capacities close to the theoretical ones. Thereafter, we prepared LiFeSO4F in the triplite type structure without adding Mn or Zn. The latter shows good electrochemical performances with nice structural stability during cycling. At last, we investigated a non lithied hydoryfluorosulfate compound (FeSO4F1-yOHy) as a new positive electrode material for lithium metal polymer batteries. This material was prepared using a solid-state process at 290°C and the electrochemical measurements show that it has nice performances with a redox potential located between 3. 2 and 3. 58 V vs. Li, as function of the amount of OH in the structure

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Ouvrard, Blanche. "Matériaux conducteurs à haute limite d'élasticité dans le système Cu-Mg : élaboration, caractérisation et modélisation". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00926292.

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Les alliages conducteurs à haute tenue mécanique sont utilisés dans de nombreux domaines tels que le transport, l'énergie et l'industrie électronique. La demande en ces matériaux est croissante. Les alliages Cu-Be constituent à l'heure actuelle les matériaux conducteurs les plus résistants mais posent un problème de toxicité et de coût. Pour proposer une alternative à ces derniers, nous avons étudié des alliages Cu-Mg hypo-eutectiques. Deux voies de synthèse ont été utilisées afin d'obtenir des composites endogènes possédant une combinaison originale de propriétés structurelles et fonctionnelles : le refroidissement conventionnel et la solidification rapide par melt-spinning. Les microstructures obtenues ont en commun la présence d'agrégats eutectiques et diffèrent principalement par la dimension des paramètres métallurgiques tels que la taille de grains et la distance interlamellaire. Les systèmes présentent des forces motrices de transformation de phases importantes conduisant à une précipitation au cours d'un maintien thermique. L'investigation des propriétés mécaniques et électriques des alliages Cu-Mg montre que ces dernières égalent celles des alliages Cu-Be. En complément de l'approche expérimentale, nous avons adapté deux modèles : un modèle thermocinétique pour décrire l'évolution temporelle de la microstructure qui a lieu à haute température et un modèle mécanique permettant de rationaliser l'influence des paramètres microstructuraux sur les propriétés mécaniques et électriques.

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Popa, Cristina Liana. "Caractérisation physico-chimique et ultrasonore de matériaux céramiques pour applications biomédicales". Thesis, Le Havre, 2016. http://www.theses.fr/2016LEHA0022/document.

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L’hydroxyapatite est l'un des matériaux les plus fréquemment utilisés pour le traitement des maladies des tissus durs. Le zinc est impliqué dans chaque étape du métabolisme du tissu osseux et une carence en zinc peut déterminer l'apparition de l'ostéoporose. Le dopage de l'hydroxyapatite par des ions de zinc peut créer un meilleur matériau, avec des propriétés physico-chimiques supérieures. L'objectif de cette thèse est de créer de nouveaux matériaux biocéramiques avec des propriétés spécifiques qui pourraient permettre le développement de nouvelles applications dans le domaine médical. Une attention particulière a été portée à la caractérisation des propriétés biologiques et physico-chimiques. Dans cette thèse, une nouvelle méthode non destructive de caractérisation de nanoparticules de céramique a été développée. La thèse se compose de six chapitres. Les deux premiers décrivent les biomatériaux et les techniques de caractérisation physico-chimique et ultrasonore utilisées, les trois chapitres suivants présentent des résultats expérimentaux originaux et le dernier chapitre des conclusions générales. La nouveauté de cette étude réside dans la caractérisation de matériaux biocéramiques à base d'hydroxyapatite pour de possibles applications biomédicales. Une nouvelle méthode non destructive de caractérisation par ultrasons est présentée. Ces résultats pourraient contribuer à développer une technique rapide et efficace pour la caractérisation de matériaux céramiques, qui pourrait être utilisée dans le futur en complément des techniques communément utilisées dans le domaine médical, notamment dans le domaine orthopédique
Hydroxyapatite is one of the most commonly used material used for treating hard tissue diseases. Zinc is involved in each stage of bone tissue metabolism and a lack of it may determine the onset of osteoporosis. Doping hydroxyapatite with Zn ions may cause an improvement of the hydroxyapatite properties, thus resulting a better material, with enhanced physico-chemical properties. Devices based on collagen and hydroxyapatite inhibit the development of bacterial pathogens, reducing the risk of post-surgical infections. The goal of this thesis was to create new bioceramic materials with specific properties which could allow development of new applications in the medical field. Special attention was paid to the characterization of the physico-chemical and biological properties. In this thesis are reported for the first time non-destructive, ultrasonic spectroscopy studies performed on ceramic solutions. The thesis consists of six chapters, the first two comprised of general aspects, the following three chapters present original experimental results and the last chapter presents general conclusions. The novelty of this study lies in the method of synthesis and characterization of bioceramic materials based on hydroxyapatite for possible biomedical applications. Furthermore, a new non-destructive method of characterization techniques based on ultrasounds is presented. The results presented in this study could create a premises of developing a rapid and effective technique for characterization of ceramic materials, which could be used in the future as a complementary technique widely used on different materials used in the medical field, especially in the orthopedic field

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Karaki, Mariam. "Matériaux à porosité contrôlée sulfonés : Synthèse, Caractérisation, Etude des propriétés catalytiques". Phd thesis, Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01064374.

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La catalyse solide acide a été pendant longtemps l'objet d'activité de recherche intense, en particulier pour l'industrie pétrochimique. Aujourd'hui, les catalyseurs solides acides sont de plus en plus étudiés dans d'autres domaines et en particulier dans celles liées à la "chimie verte" et à la valorisation des bioressources, telles que la synthèse de biodiesel et la transformation des polysaccharides. L'objectif de la thèse est d'étudier le potentiel des matériaux poreux sulfonés ayant une porosité contrôlée dans des réactions catalysées par un acide en condition eau surchauffé telle que l'hydrolyse de la cellobiose. Dans une première partie, nous décrivons la préparation et la caractérisation des organosilicates mésoporeux périodiques sulfonés de type SBA-15, SBA-1 et KIT-6 par co-condensation de 1,4-bis (triéthoxysilyl) benzène (BTEB). Les matériaux ont été acidifiés suivant des voies différentes à l'aide de 3-mercaptopropyltriméthoxysilane (MPTMS)/H2O2 ou d'acide chlorosulfonique (ClSO3H). Leur propriété acide a été étudiée par adsorption d'NH3 suivie par calorimétrie et par la réaction de déshydratation d'isopropanol (IPA) comme réaction modèle en phase gazeuse. Contrairement à notre attente, l'adsorption d'NH3 suivie par calorimétrie a mis en évidence l'hétérogénéité de la force des sites suggérant la présence de sites distincts de la sulfonation. Les solides sulfonés avec l'acide chlorosulfonique ont une activité équivalente à celle de la résine sulfonée, Amberlyst 15, mais ils sont moins stables en raison de la libération des espèces de soufre. Les catalyseurs préparés en utilisant un groupement mercapto-propyle suivie d'une oxydation sont moins acides et ils ont donné des niveaux d'activité plus basse dans la réaction de déshydratation d'IPA. Pour l'hydrolyse de la cellobiose, de bonnes performances ont été obtenues à 150°C, mais, ces matériaux se sont montrés instables dans des conditions hydrothermales avec une lixiviation totale de soufre réalisant alors la réaction en phase homogène. Un lavage dans l'eau surchauffée des matériaux contenant des groupements propyles-SO3H conduit à une diminution de leur efficacité dans l'hydrolyse de la cellobiose, mais un gain de stabilité a été obtenu, permettant le recyclage de ces matériaux. Dans une deuxième partie, des répliques carbonées sulfonées par l'acide chlorosulfonique ou l'acide sulfurique ont été synthétisé. La sulfonation par l'acide sulfurique suivi par un lavage dans l'eau bouillante puis un prétraitement thermique à 300°C sous azote, de ces matériaux aboutissent au meilleur catalyseur en termes d'activité/stabilité.

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Essoumhi, Abdellatif. "Céramiques conductrices ioniques de type NaSICON : élaboration par chimie douce et caractérisations physico-chimiques". Toulon, 2005. http://www.theses.fr/2005TOUL0018.

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Ce travail fait l'objet de la synthèse et caractérisations de céramiques conductrices ioniques de type NaSICON de formule générale Nan. XM2. YSix^yP3-x+4yOi2 avec 1,8 < x < 2,2 et 0 < y < x/4. De nouvelles compositions ont été synthétisées en substituant totalement le zirconium par Phafnium. La synthèse a été effectuée par méthode sol-gel, les précurseurs synthétisés ont été caractérisés par ATD-ATG couplées. Les oxydes obtenus après pyrolyse des précurseurs ont été identifiés par DRX. Une étude de frittage a été effectuée par dilatométrie afin de sélectionner le cycle thermique le mieux adapté à nos céramiques. Les céramiques obtenues après frittage des oxydes ont été caractérisées du point de vue conductivité électrique. La spectroscopie d'impédance complexe, nous a permis de différencier la conductivité des grains et joints de grains et de connaître l'influence de la porosité sur la conductivité. Les résultats mettent en évidence que la conductivité des ces nouvelles céramiques est remarquable (de Tordre de 10~4 S. Cm"1), comparable avec la conductivité totale à 30GK donnée dans la littérature
This work deals with the synthesis and characterizations of NaSICON-type ionic conducting ceramics of general formula Na1^xM2->Six. 4,P:. X__. 0:: \vith 1. 8 < x < 2. 2 and 0 < y < x/4. New compositions have been synthesized Tvv:;h complete substitution of zirconium by hathium. Syntheses were made using the sci-gei method; the synthesized precursors have been characterized by coupled TDA-TGA technique. The oxides obtained after precursors pyrolysis were identified using XRD technique. A study of sintering was carried out using dilatometry in order to select the most adapted thermal cycle to these ceramics. After sintering the oxides, the obtained ceramics have been characterized from their electric conductivity point of view. The complex impedance spectroscopy enabled us to differentiate the conductivity related to the grains from the conductivity related to grain boundaries and to reveal the influence of porosity towards total conductivity. The results highlight that these new ceramics conductivity is remarkable, compare to the values of total conductivity at 300K (about 10~4 S. Cm"!) published in the literature for other NaSICON-type materials

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Maréchal, William. "Utilisation de méthodes inverses pour la caractérisation de matériaux à changement de phase (MCP)". Thesis, Pau, 2014. http://www.theses.fr/2014PAUU3014/document.

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Avec le développement des énergies intermittentes et la raréfaction des énergies fossiles, le sujet du stockage de l’énergie prend de plus en plus d’ampleur. Une des voies étudiée est le stockage thermique par utilisation de matériaux à changement de phase (MCP). Cette voie est en outre développée pour améliorer l’inertie thermique dans le secteur du bâtiment. Pour utiliser au mieux ces matériaux il est nécessaire de pouvoir prévoir leur comportement énergétique. Cela nécessite une connaissance précise des propriétés thermophysiques, et en premier lieu de la fonction enthalpie massique . Actuellement, il est souvent proposé d'approximer cette enthalpie par l'intégration directe des thermogrammes de la calorimétrie utilisant notamment la notion de capacité calorifique "équivalente". Cette approche est cependant fausse car le thermogramme n’est qu'une représentation en fonction du temps de phénomènes complexes faisant intervenir non seulement les propriétés énergétique du matériaux mais également les transferts thermiques au sein de la cellule du calorimètre. Il en résulte, par exemple, que la forme des thermogrammes, et donc l’enthalpie apparente, dépend de la vitesse de réchauffement et de la masse de l'échantillon ce qui n'est pas le cas de l'enthalpie des MCP qui ne dépend, à pression fixe, que de la température ou de la concentration (pour les solutions). On propose de comparer la sortie d’un modèle numérique direct avec des thermogrammes expérimentaux. L’objectif principal de cette thèse est alors d’utiliser ce modèle dans le cadre d’une méthode inverse permettant l’identification des paramètres de l’équation d’état permettant alors de calculer l’enthapie massique . Dans un premier temps, il est donc présenté le détail d'un modèle 2D dit enthalpique qui néglige la convection, validé par l'expérience, permettant de reconstituer les thermogrammes de corps purs ou de solutions binaires dont les enthalpies sont connues. Il en est déduit une étude de l'influence des différents paramètres ( , , , ...) sur la forme des thermogrammes pour en déduire leurs sensibilités. Une réduction de ce modèle est ensuite effectuée pour réduire le temps de calcul du modèle direct en vue de l’utilisation dans une méthode inverse. Cette dernière est décrite ainsi que les algorithmes d’optimisation correspondants (de Levenberg-Marquardt, génétique ou du simplexe qui s'est avéré le plus rapide) dans un second temps. Nous appliquerons ensuite cet algorithme pour identifier, à partir d'expériences, la fonction enthalpie de corps purs ou de solutions binaires. Les résultats obtenus montrent qu’il est possible d’identifier une fonction independante de la vitesse de réchauffement et de la masse, ce qui valide la méthode. Une analyse des différentes sources d’erreurs dans le processus d’identification et leurs influences sur le résultat permet d’évaluer la qualité de la fonction enthalpie que l’on identifie. Enfin, cette même approche a été utilisée pour analyser une expérience réalisée sur un échantillon d’un matériau composite utilisé dans le bâtiment (ciment avec inclusion de MCP micro-encapsulé). Dans ce cas encore, nos méthodes permettent une caractérisation énergétique pertinente
With the development of intermittent sources of energy and the depletion of fossil fuels, the subject of energy storage is becoming an important topic. One of the studied options is tthe latent hermal storage using of phase change materials (PCM). One application for this type of energy storage is to improve the thermal insulation in buildings. To make the best use of these materials it is necessary to be able to predict their energy behavior. This requires a precise knowledge of their thermophysical properties, first of all of the specific enthalpy function of the material . Currently, it is often suggested to approximate the enthalpy by the direct integration of the thermograms obtained through calorimetry experiments (notion of "equivalent" calorific capacity). This approach is false because thermograms are only a time related representation of complex phenomena where thermal transfers arise in the cell of the calorimeter acting with the thermophysical properties. As a result, for example, the shape of thermograms depends on the heating rate and on the mass of the sample, which is not the case for the enthalpy of the PCM, which depends, at constant pressure, only on the temperature or on the concentration (for the solutions). We propose to compare the results given by a of a numerical direct model with experimental thermograms. The main objective in this thesis is then to use this direct model in an inverse method in order to identify the parameters of the equation of state, which enables us to calculate the specific enthalpy . First of all, the detail of an enthalpy model is presented, and then validated by comparison with experiments, allowing us to reconstruct the thermograms of pure substances or of salt solutions, of which the enthalpies are known. A study of the influence of the various parameters ( , , , .,..) on the shape of thermograms is also undertaken in order to deduce their sensibilities. A reduced model is then developed in order to reduce the calculating time of the direct model. This optimized model allows the use of inverse methods with acceptable durations. Several inverses algorithms are then presented: Levenberg-Marquardt, evolutionary and Simplex which has proved to be the fastest). We shall then apply this algorithm to identify, from calorimetric experiments, the enthalpy function of pure substances or of salt solutions. The results that we obtain show that it is possible to identify a function independent of the heating rate and of the mass, which validates the method. An analysis of the various sources of errors in the identification process and of their influences on the result allows us to estimate the quality of the enthalpy function that we identify

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Szczodrowski, Karol. "Élaboration et caractérisation de matériaux siliciques fonctionnalisés à structure et texture contrôlées en tant que modèles pour l'étude de la réactivité interfaciale et l'adsorption de cations métalliques". Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20249.

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Le but de ce travail est l'élaboration d'adsorbants modèles pour l'étude de la réactivité de surface et des phénomènes d'adsorption de cations métalliques à l'interface solide – solution aqueuse. L'un des critères de choix de tels adsorbants est la répartition superficielle d'une charge électrique et à l'évolution de cette charge en milieu aqueux. Dans cet objectif, des silices mésoporeuses (SBA-15) fonctionnalisées par insertion contrôlée et en cours de synthèse d'hétéroatomes (Al, Zr, Ti) ont été préparées grâce à une sélection affinée de réactifs et à l'optimisation des conditions de synthèse et de traitement postérieurs (hydrothermal, micro-ondes, variation de pH, …). Une caractérisation approfondie de ces solides (morphologie, texture, propriétés superficielles) a permis de trouver le lien entre l'étape de préparation et la modulation des caractéristiques des adsorbants finaux. Cette caractérisation a fait appel aux méthodes classiques comme l'étude du réseau poreux par adsorption-désorption d'azote, l'analyse de la structure solide par la diffraction de rayons X et l'analyse élémentaire. Par ailleurs, les spectroscopies Raman, UV-Vis, FTIR ont permis d'évaluer le degré d'insertion des hétéroatomes, leur répartition et d'analyser de la nature des groupements OH de surface. Enfin les méthodes d'adsorption et de désorption, avec les techniques de calorimétrie associées en phases gaz et liquide avec l'utilisation de diverses molécules sondes (NH3, Butanol, H+/OH-) ont donné accès aux propriétés superficielles. Les isothermes d'adsorption d'ions ont montré les potentialités de ces solides en tant qu'adsorbant pour le traitement d'effluents liquides
This work deals with the development of model adsorbents for the study of surface reactivity and the adsorption of metal cations at the Solid-Liquid interface. One of the selection criteria for such adsorbents is an adequate surface distribution of the electric charge and its evolution in aqueous media. With this objective in mind, mesoporous silicas (SBA-15) functionalized by the controlled insertion of heteroatom (Al, Zr, Ti) during synthesis were prepared with an effort to select carefully the reagents and to optimize the synthesis and post-treatment conditions (hydrothermal treatment, microwave, pH variation, catalyst use, scaling up of the optimized synthesis). The advanced characterization of these solids (morphology, texture, surface properties) allowed establishing the relationship between the synthesis conditions and the modulation of the properties in the final adsorbents. The characterization methods included the study of the porous network using nitrogen adsorption-desorption, the analysis of the solid structure by X-Ray diffraction and the chemical analysis, as well as the evaluation of the degree of heteroatom insertion, its distribution and the analysis of the nature of surface OH groups with the aid of Raman, UV-Vis, and FTIR spectroscopies. Finally, the adsorption-desorption techniques in conjunction with calorimetry making use of various molecular probes (NH3, Butanol, H+/OH-) in gas and liquid phase provided valuable information about the surface properties. Measurements of the adsorption of ions gave indications for the potential uses of these materials as adsorbents for the liquid waste decontamination

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Masson, Cécile. "Caractérisation des films passifs formés sur aciers inoxydables en milieux électrolytiques : modélisation par spectrométrie d'impédance". Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10155.

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Ce travail est consacre a l'etude des proprietes des films passifs formes sur aciers inoxydables en milieux electrolytiques. Les caracteristiques physico-chimiques des films passifs conditionnent leur proprietes protectrices et donc la plus ou moins grande resistance a la corrosion des aciers inoxydables. Au cours de ce travail, nous avons donc cherche a etablir une relation entre les proprietes electriques des films passifs, leur composition chimique et leur structure. Dans une premiere partie, l'etude du comportement electrochimique des films passifs formes sur differents aciers est realisee par des techniques electrochimiques classiques de mesure de tensions d'abandon, de test de piqure et de voltammetrie cyclique. Dans une seconde partie, les proprietes electriques des films passifs ont ete etudiees par spectrometrie d'impedance. La caracterisation des couches passives etant difficile a partir des diagrammes d'impedance obtenus, les resultats experimentaux sont retraites soit en terme de capacite de charge d'espace d'un semi conducteur, soit en terme de capacite complexe. Les resultats obtenus par la premiere approche mettent en evidence les proprietes electroniques du film passif qui se comporte comme un semi-conducteur de type n fortement dope sur une plage de tensions reduite. L'existence de reactions d'oxydo-reduction dans le film passif revelee par voltammetrie cyclique et les variations d'epaisseur observees par spectrometrie esca permettent de proposer, dans la deuxieme approche, une modelisation du film de passivation. Le schema electrique equivalent propose assimile le film passif a un materiau dielectrique hote au sein duquel se produit des variations du degre d'oxydation et qui echange des charges avec le milieu electrolytique

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Caumont-Potdevin, Audrey. "Synthèse par voie sol-gel et caractérisation de matériaux luminescents nanostructurés applicables dans une nouvelle génération de lampes propres". Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00718049.

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Des aluminates de formulation Ln3Al5O12 (Ln=Y ou Gd) purs ou dopés par les ions Tb3+ et / ou Ce3+ ont été synthétisés sous forme de poudres et de films minces à partir de précurseurs alcoxydes grâce au procédé sol-gel. Les études réalisées par DRX, spectroscopies IR et Raman ont montré que ces phases sont obtenues pures dès 800°C contre 1500°C par les voies de céramisation classiques. Les analyses EXAFS, SAXS et RMN 27Al menées sur les sols, xérogels et poudres cristallisées ont mis en évidence une organisation structurale plus précoce de la matrice aluminate en présence de l'acétylacétone, utilisé comme agent chélatant. Les propriétés optiques des différents échantillons ont été étudiées : les taux optimaux d'ions dopants ont été déterminés sous exitations VUV, UV et bleue. L'ensemble de ce travail montre clairement les potentialités d'applications de ces matériaux dans une nouvelle génération de lampes propres à excitation plasma ou basées sur la technologie des DELs

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Tisserand, Raphaël. "Caractérisation de l'endommagement de matériaux apatitiques irradiés aux ions lourds et recuits thermiquement". Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008573.

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Certains minéraux de la famille des apatites sont pressentis pour être utilisés comme matrices de conditionnement ou d'incinération dans l'optique d'un traitement futur des déchets nucléaires de haute activité et à vie longue. L'étude de réacteurs nucléaires naturels fossiles (Oklo) a en effet permis de mettre en lumière la forte capacité de ces minéraux à auto-guérir les dégâts d'irradiation. Afin de définir un comportement type pour ces matériaux, nous avons mené une étude fondamentale concernant l'évolution de l'endommagement après irradiation par différents ions lourds dans deux apatites : une fluoroapatite phosphocalcique naturelle (Durango) et une fluoroapatite monosilicatée synthétisée par frittage (britholite). Cet endommagement a été mesuré dans ces matériaux respectivement par spectrométrie R.B.S. canalisée et par diffraction X en déterminant un rayon efficace d'amorphisation Re. Les résultats obtenus révèlent un comportement proche pour les deux apatites en fonction du dépôt d'énergie électronique à l'entrée du matériau. Par ailleurs, l'effet d'un recuit thermique isotherme à 300°C a été quantifié sur une britholite monosilicatée préalablement irradiée avec des ions Kr. Nous avons ainsi mis en évidence un retour des paramètres de maille à leurs valeurs initiales, suivi d'une restructuration lente partielle du réseau cristallin en fonction du temps de recuit. Enfin, nous avons suivi l'évolution de la morphologie des figures de dissolution en milieu acide dans la fluoroapatite de Durango en fonction du dépôt d'énergie induit par les ions. Celle-ci révèle que l'influence de la cristallographie mène rapidement à des angles d'ouverture proches de 30°. Le calcul des vitesses d'attaque chimique au sein du matériau irradié met ainsi en évidence une gamme de dépôt d'énergie où le rapport des vitesses augmente fortement avant de devenir constant.

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Fulcheri, Laurent. "Fusion d'un matériau poreux soumis à un flux surfacique intense : application à la caractérisation énergétique d'un réacteur rotatif à source plasma". Perpignan, 1988. http://www.theses.fr/1988PERP0059.

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Delaunay, Wylliam. "Synthèse et caractérisation de nouveaux matériaux organophosphorés pour des applications en optoélectronique". Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00942602.

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Ce manuscrit décrit la synthèse et la caractérisation de nouvelles molécules incluant un cœur organophosphoré, le phosphole. Certaines de ces molécules ont été utilisées pour la fabrication de dispositifs OLEDs ou de cellules photovoltaïques organiques. Le premier chapitre fait un état de l'art de la chimie du phosphole dans le domaine des matériaux organiques entre 2010 et 2013. Le second chapitre décrit la synthèse et l'étude physico-chimique de molécules qui permettent de moduler l'angle de torsion dans les systèmes π conjugués pour faire varier les propriétés optiques et rédox. Une de ces molécules a permis la fabrication d'une diode blanche organique. Le troisième chapitre de ce manuscrit présente une structure tridimensionnelle intéressante, le 1,1-biphosphole. En plus de posséder une structure tridimensionnelle, ces structures présentent un mode de conjugaison original, la conjugaison σ-π, qui permet de réduire l'écart HO-BV de nos systèmes. Une de ces molécules a permis la fabrication de la première cellule photovoltaïque organique avec un dérivé du phosphole inséré dans la couche active. Dans une deuxième partie, ce chapitre traite également de la réactivité originale du 1,1'-biphosphole qui permet de fonctionnaliser l'atome de phosphore par une simple substitution nucléophile, permettant d'insérer une grande variété de substituants pour moduler les propriétés des molécules. Pour finir, ce manuscrit présente un quatrième chapitre qui implique le phosphole comme unité coordinante afin de réaliser des nouveaux complexes qui permettent de réaliser une ortho-métallation par activation C-H. De nouveaux complexes ortho-métallés d'Ir(III) et de Rh(III) ont été synthétisés et caractérisés.

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Vaysse, Christophe. "Caractérisation structurale d'hydroxydes doubles lamellaires contenant des anions oxométallates (Mo,W) ou acrylate intercalés". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008468.

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De nouveaux hydroxydes doubles lamellaires (LDHs) contenant des entités oxométallates (Mo, W) intercalées ont été préparés et caractérisés par diffraction des rayons X (DRX), analyse chimique, spectroscopie infrarouge (IR) et EXAFS. Dans les deux cas, des anions M2072- (M = Mo, W) constitués de deux tétraèdres à sommet commun, sont intercalés. L'évolution structurale des phases LDHs contenant des ions oxométallates libres dans l'espace interfeuillet, traitées thermiquement jusqu'à 800'C, a été étudiée. Il a ainsi été montré que les anions oxométallates se greffent à deux feuillets adjacents au voisinage de 200'C. Le comportement thermique de phases contenant des anions carbonate intercalés a également été appréhendé par DRX in et ex situ, spectroscopie IR, analyse chimique et thermogravimétrie couplée à la spectrométrie de masse. Il a été mis en évidence un mono-greffage des anions carbonate aux feuillets. L'intercalation et l'oligomérisation d'anions acrylate dans les LDHs ont également été réalisées. Des différences, de comportement sont observées selon la nature de l'ion substituant du nickel (Fe, Co ou Mn) dans les feuillets. Dans le cas du fer, la phase contenant les monomères intercalés a pu être isolée et caractérisée, alors que dans le cas du cobalt et du manganèse, une polymérisation spontanée, simultanément à l'intercalation dans la matrice, a été observées. Les macromolécules polymérisées in situ ont été extraites par échange anionique, dérivatisées en poly(acrylate de méthyle) et analysées par chromatographie d'exclusion stérique.

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Bonvalot-Dubois, Béatrice. "Contribution à l'étude de la structure des interfaces et de la réduction chimique de matériaux composites (eutectiques orientés) à base d'oxydes NiO, CoO et MnO". Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112379.

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Resumen

Des structures eutectiques orientées oxyde-oxyde associant une phase de symétrie cubique, type NaCl, (MnO, CoO, NiO) à une phase de symétrie identique ou plus basse, ont été élaborées par solidification dirigée dans les systèmes Ni0-Zr0₂ (CaO), CoO-ZrO₂ (CaO), Mn0-Zr0₂ , Ni0-Gd₂ 0₃ (structures lamellaires) ainsi que Mn0 Al₂0₄ et NiO-La₂ NiO₄ (structures fibreuses). Les caractéristiques cristallographiques des interfaces obtenues ont été déterminées par diffraction des rayons X. Les directions de croissance préférentielles ainsi que les relations cristallographiques entre phases ont été déterminées ; dans le cas des structures lamellaires la nature du plan d'interface a été précisée. D’autre part, dans le cas des systèmes Ni0-Zr0₂ (Ca0) et Co0-ZrO₂ (CaO) les phases NiO et CoO ont été réduites sélectivement dans un mélange oxyda-réducteur CO/C0₂ à T = 1075°C. La réduction des oxydes de nickel et de cobalt est beaucoup plus rapide que celle, dans des conditions identiques, de monocristaux de NiO et CoO. Le processus de réduction a été décrit à l'aide d'un modèle électrochimique : les ions oxygène diffusent dans la zircone, à partir de l'interface interne Ni/NiO jusqu'à la surface : des échantillons, tandis que les électrons circulent dans métal formé. Par contre la réduction de NiO, observée dans les systèmes NiO-Y₂ 0₃ et NiO-ZrO₂ non stabilisée, où les phases Y₂0₃ et Zr0₂ ont une faible conductivité ionique, peut être expliquée par une diffusion du gaz réducteur jusqu'à l'interface Ni/NiO, par l'intermédiaire de porosités créées lors de la réduction dans les lamelles métalliques. La réduction de NiO, dans les échantillons NiO-ZrO₂ (CaO) de structure eutectique ainsi que dans les échantillons monocristallins, a été caractérisée cristallographiquement : trois relations d'orientation entre Ni et NiO ont été observées. Dans le cas de l’eutectique, il apparaît qu'une fraction importante du nickel formé conserve la même orientation, vis-à-vis de Zr0₂ , que l'oxyde de nickel initial.

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Karman, Cheryl. "Génération électrochimiquement assistée de films sol-gel nanostructurés orientés : fonctionnalisation par « chimie click », caractérisation et applications". Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0218/document.

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Resumen

Dans ce travail, plusieurs applications des films minces à base de silice mésoporeuse fonctionnalisée, générés par auto-assemblage électrochimiquement-assisté (EASA), organisés et orientés, ont été développées. Au préalable, avant de se concentrer sur les films fonctionnalisés proprement dits, nous avons caractérisé les propriétés de perméabilité de tels films vis-à-vis de sondes redox en solution différemment chargées (neutre, Fc(MeOH)2, positive, Ru(NH3)63+, négatives, Fe(CN)63-/4-), démontrant une limitation électrostatique pour les anions. Ceci nous a amené à étudier l'amplification de la réponse électrochimique des sondes électroactives anioniques (Fe(CN)63-/4-) en présence d’un film de silice chargé négativement sur la surface de l’électrode en ayant recours à des médiateurs neutres ou chargés positivement. La fonctionnalisation de ces films minces de silice a été effectuée en combinant la méthode EASA pour obtenir un film de silice fonctionnalisé par de groupements azoture avec une réaction de couplage avec un groupe alcyne (l’éthynyl-ferrocène dans ce cas). La réponse électrochimique obtenue pour ces films isolants fonctionnalisés par des groupes ferrocene électroactifs est due à un mécanisme de saut d’électrons entre les sites électroactifs adjacents. L'oxydation électrochimique du ferrocène en ion ferricinium génère des charges positives qui sont compensées par l'entrée d'anions permettant une éventuelle détection ampérométrique indirecte d'anions non électroactifs. L’injection d’anions non-électroactifs dans une cellule électrochimique constituée par une électrode de travail fonctionnalisée par ces films de silice porteurs de groupements ferrocène, soumise à l’imposition d’un potentiel positif (+0,5 V), a donné lieu à une réponse ampérométrique proportionnelle à la concentration d'anions. La régénération de l’électrode par réduction du ferricinium était nécessaire afin d’éviter la diminution du signal électrochimique dû à la consommation progressive du ferrocène par des multiples analyses successives. Cette régénération a été réalisée in situ par une méthode ampérométrique à onde carrée. Le films mésoporeux orientés peuvent également être fonctionnalisés par des complexes à base de ruthénium du type [Ru(bpy)2(bpy')]2+ en adaptant la méthode décrite auparavant. Le succès de la fonctionnalisation est vérifié par électrochimie et aussi par spectroscopie UV-Vis au travers de la bande MLCT caractéristique du complexe immobilisé. Une étude plus approfondie est effectuée lors du transfert de charge (saut d'électrons le long des sites adjacents) et le transport de masse de l’anion compensateur de charge au travers des canaux mésoporeux en faisant varier la vitesse de balayage en potentiel. Les propriétés de luminescence de ces films ont été étudiées en présence et en absence d’oxygène, évaluant la possibilité d'utiliser ce type de film pour des applications telles que l'électrochimiluminescence ou la détection d’oxygène. Finalement, ces films à base silice orientés ont été utilisés pour la croissance de nanofilaments de polyaniline (PANI). Ces nanofilaments de polyaniline ordonnée sont générés par voie électrochimique de manière contrôlée. Etant donnée la taille des mésopores (2 nm de diamètre), des chaînes PANI quasi-uniques sont vraisemblablement produites. À partir d'expériences de chronoampérométrie, sur base de films de différentes épaisseurs (100-200 nm), il est possible de prouver l’existence de plusieurs étapes d'électropolymérisation. Chaque étape de la formation du polymère (période d'induction, croissance de la polyaniline au sein et en dehors des canaux mésoporeux) est clairement identifiée. La génération de nanofilaments de polyaniline isolés est démontrée par l'amélioration de la réversibilité entre les états conducteurs et non-conducteurs de la polyaniline. La possibilité de contrôler et d'adapter la croissance des nanofilaments polymères conducteurs offre de nombreuses possibilités [...]
In this work, we exploited the vertically-aligned mesoporous silica thin films generated by electro-assisted self-assembly (EASA). First of all, we present a study about the amplification of charge transfer of a repulsed anionic redox probes [i.e. Fe(CN)63-/4-] through the negatively charged silica film by using neutrally or positively charged redox probes [Fc(MeOH)2 or Ru(NH3)63+ respectively] through redox mediating processes. Furthermore, the functionalization can be conducted by combining EASA method to obtain azide-functionalized silica film and further letting it react with an ethynyl-bearing reactant (e.g. ethynyl-ferrocene) according Huisgen click chemistry. The resulting ferrocene-functionalized silica films are electroactive, involving an electron hopping mechanism between adjacent ferrocene moieties. The electrochemical oxidation of ferrocene into ferricinium ion generates positive charges that are compensated by the ingress of anions into the film, opening the door to possible indirect amperometric detection of non-electroactive anions by flow injection analysis. Operating in an electrolyte-free flow, each injection of an anion (e.g., NO3-) at an electrode biased at a suitable positive potential (i.e., +0.5 V) gave rise to an amperometric response proportional to the anion concentration. However, to avoid the decrease of the electrochemical signal due to the progressive consumption of ferrocene in multiple successive analyses, it was necessary to regenerate the electrode by reduction of ferricinium moieties, which can be achieved in-situ by square wave amperometry. The feasibility to apply such indirect amperometric detection scheme in suppressed ion chromatography (for detecting anions in mixture) was also demonstrated. The oriented mesoporous film can also be functionalized with ruthenium(II)bipyridyl complex [Ru(bpy)2(bpy’)]2+ using the same method. Optimization of the functionalization level is controlled electrochemically by cyclic voltammetry (CV) and monitored through the UV-vis spectra. Further study is conducted upon the charge transfer (electron hopping along the adjacent sites) and the mass transfer of the compensating counter anion through the mesochannels by varying the CV potential scan rate. The emission of the [Ru(bpy)2(bpy’)]2+-functionalized film and its quenching in the presence of oxygen are evidenced in both aqueous and organic solvent, giving opportunities to apply the film for different application, such as electrochemiluminescence sensor and oxygen detection. Lastly, the vertically-aligned mesoporous silica film is used as a hard template to grow polyanilinine nanofilaments. The growth of ordered polyaniline nanofilaments is controlled by potentiostatic polymerization. In such small pore template (2 nm in diameter), quasi-single PANI chains are likely to be produced. From chronoamperometric experiments and using films of various thicknesses (100−200 nm) it is possible to evidence the electropolymerization transients, wherein each stage of polymerization (induction period, growth, and overgrowth of polyaniline on mesoporous silica films) is clearly identified. The advantageous effect of mesostructured silica thin films as hard templates for the generation of isolated polyaniline nanofilaments is demonstrated from enhancement of the reversibility between the conductive and the nonconductive states of polyaniline and the higher electroactive surface areas displayed for all mesoporous silica/PANI composites. The possibility to control and tailor the growth of conducting polymer nanofilaments offers numerous opportunities for applications in various fields including energy, sensors and biosensors, photovoltaics, nanophotonics, or nanoelectronics

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Ben, cherifi Yassine. "Caractérisations avancées des matériaux à base de graphène pour supercondensateurs". Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALV008.

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Resumen

Le mécanisme de fonctionnement d'un supercondensateur est basé sur l'électro-adsorption d'espèces électrolytiques à la surface de matériaux d'électrodes carbonés poreux polarisés. Le graphène est étudié comme matériau pour essayer d’atteindre des capacités de stockage (CSP) plus élevées, car – en théorie – il présente une grande surface spécifique maximisant le nombre d’ions adsorbés, ainsi qu’une porosité hiérarchique pour favoriser la diffusion des ions. Cependant expérimentalement, la CSP obtenue reste limitée car les feuillets de graphène se réagrègent. Une voie suivie pour limiter ce problème est de placer une molécule « hôte » entre deux feuillets de graphène, conduisant à l’obtention de graphène ponté (PGM). De précédent travaux ont permis de mettre en évidence de façon indirecte (électrochimiquement) que le paramètre structural d, qui correspond à la distance inter-feuillet, peut être modulé permettant d’atteindre des CSP plus élevées. Ces informations sont particulièrement importantes, et appellent à être complétées par des caractérisation directes de ces échantillons.Aussi au cours de ces travaux de thèse, l’échelle locale de ces matériaux (oxyde de graphène GP, oxyde de graphène réduit chimiquement rGO ou de façon hydrothermale, graphène ponté PGM) a été sondée en effectuant des analyses WAXS, qui ont mis en évidence que les PGM présentent des domaines de graphène ponté qui coexistent avec des feuillets de graphène partiellement empilés. Des études de la méso-structure, réalisées par SANS, ont révélé que la structure du GO évolue fortement lors des étapes de fonctionnalisation et réduction. En effet le GO présente une morphologie en feuillet très large avec des interfaces rugueuses, qui se transforme en feuillets de plus petites dimensions post-réduction, et qui exhibe une structuration 3D post-pontage. Ces analyses SANS ont par ailleurs montré la présence de tailles caractéristiques décelables au sein des échantillons, telles que la longueur de repli R ou les longueurs de persistance Σ. Une étude SANS de porosité par l’invariant, a permis de démontrer que la méso-porosité d’un rGO est deux fois supérieure à celle d’un PGM. Malgré cette différence, les PGM ont montré des performances électrochimiques supérieures au rGO, soulignant l’importance des micropores dans le processus électrochimique.Il est important de suivre comment cette structure est impactée lorsque ces matériaux sont soumis à des cycles de charge et de décharge rapides et répétitifs. Pour cela, des tests électrochimiques ainsi que des caractérisations in-situ/operando ont été effectués en électrolyte organique comprenant des cations de diamètre inférieur (TEA+) ou supérieur (THA+) à la distance inter-feuillet de graphène. L’étude WAXS a permis de constater que l’échantillon ponté est bien plus stable en polarisation et en cyclage, que le rGO qui souffre d’une évolution structurale significative.Pour aller plus loin dans l'étude des processus d'adsorption mis en jeu dans ces matériaux, une étude de SANS in-situ, basées sur les modulations de contraste liées aux modifications relatives de quantité de cations (contenant des atomes d’H) et d’anions (contenant des atomes de B) a été menée. Ainsi, on constate qu’au sein de l’échantillon ponté les ions THA+ ions sont concentrés dans la gamme de porosité autour des 14 nm, indiquant que ces ions ne peuvent accéder à la plus petite porosité. Cet effet de blocage n’est pas observé dans le cas du cyclage dans TEA BF4, puisque les cations TEA+ sont distribués au sein de toute la gamme de porosité. Ainsi ces études montrent que la méso-porosité des échantillons pontés est active dans les mécanismes de transport et de stockage.Ces travaux de thèse ont donc permis d’approfondir la compréhension de la structure et de la porosité des matériaux à base de GO, ainsi que de caractériser l’électro-diffusion et -adsorption au sein de la méso-porosité des échantillons pontés
The working principle of a supercapacitor is based on the electro-adsorption of electrolytic species on the surface of polarized porous carbon electrode materials. Graphene is being studied as a material to try to achieve higher storage capacities (CSP), because – in theory – it presents a large specific surface area maximizing the number of adsorbed ions, as well as a hierarchical porosity that could promote ions diffusion. However, experimentally, the CSP obtained remains limited because the graphene sheets reaggregate. One path followed to limit this problem is to place a “host” molecule between two sheets of graphene, leading to the production of pillared graphene (PGM). Previous work has indirectly (electrochemically) demonstrated that the structural parameter d, which corresponds to the inter-sheet distance, can be modulated to achieve higher CSPs. This information is particularly important, and need to be further addressed by direct characterization of these samples.Therefore during this PhD work, the local structure of these materials (graphene oxide GO, chemically or hydrothermally reduced graphene oxide rGO, pillared graphene PGM) was probed by carrying out WAXS analyses, which highlighted that PGMs exhibit pillared graphene domains that coexist with partially stacked graphene sheets. Studies of the mesostructure, carried out by SANS, revealed that the structure of GO evolves significantly during the functionalization and reduction steps. Indeed, GO presents a very large sheet size with rough interfaces, which transforms into sheets of smaller dimensions post-reduction, exhibiting 3D structure post-pillaring. These SANS analyses also showed the presence of characteristic structural features within the samples, such as the bending length R or the persistence length Σ. A porosity SANS study using the invariant demonstrated that the mesoporosity of an rGO is two times greater than that of a PGM. Despite this difference, PGM showed higher electrochemical performances, highlighting the importance of micropores in the electrochemical process.It is important to track how this structure is impacted when these materials are subjected to rapid and repetitive charge and discharge cycles. For this, electrochemical tests as well as in-situ/operando characterizations were carried out in organic electrolyte comprising cations with a diameter smaller (TEA+) or larger (THA+) than the inter-graphene sheet distance. The WAXS study showed that the pillared sample is much more stable in polarization and cycling than rGO which suffers from significant structural evolution.To go further in the study of the adsorption processes involved in these materials, a study of SANS in-situ, based on contrast modulations linked to relative modifications in the quantity of cations (containing H atoms) and anions (containing B atoms) was carried out. It was observed that within the bridged sample the THA+ ions are concentrated in the porosity range around 16 nm, indicating that these ions cannot access the smallest porosity. This blocking effect is not observed in the case of cycling in TEA BF4, since the TEA+ cations are distributed within the entire porosity range. Thus, these studies showed that the meso-porosity of the bridged samples is active in the transport and storage mechanisms.This thesis work allowed to deepen the understanding of the structure and porosity of GO-based materials, as well as to characterize the electro-diffusion and -adsorption within the meso-porosity of the pillared samples. This work also constitutes a characterization methodology that could be applied to the study of other materials, thus contributing to advancing work on the optimization of supercapacitors

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Achtioui, Touria. "Mise en œuvre et caractérisation de matériaux polymères issus d' emballages plastiques recyclés". Thesis, Reims, 2014. http://www.theses.fr/2014REIMS036.

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Resumen

L'objectif de cette thèse fut de comprendre les mécanismes de dégradation des SAN et des ABS à partir de déchets de rebuts de production bruts et/ou chargés de la société Albéa (anciennement connue sous le nom d'Alcan Packaging). Ce projet devrait permettre de répondre à des exigences en termes de diminution de volume de déchets, d'amélioration de propriétés et de diminution de coûts. Ce travail permettra également d'améliorer notre compréhension sur des aspects fondamentaux de recyclabilité physique des polymères lors de différents cycles en injection moulage. L'étude au mélangeur interne a permis de mettre en évidence les phénomènes de dégradation sous l'influence des conditions de mise en œuvre (vitesse, température et temps de mélange). Ainsi, dans le cas du SAN, les mécanismes de la dégradation thermo-mécanique sont générés à la fois par la thermo-oxydation et par la dégradation mécanique impliquant des coupures de chaînes. Dans le cas des ABS, les mécanismes de dégradation thermo-mécanique mis en jeu impliquent, outre les sites chromophores, plusieurs réactions en compétition comme la réticulation et les coupures de chaîne. L'originalité de cette étude réside dans la mise en évidence expérimentale, à travers des techniques originales (TMDSC, RMN du solide, AFM), d'un mécanisme théorique de dégradation des SAN et des ABS en se plaçant dans les conditions réelles de mise en œuvre. Nous avons alors pu mettre en évidence la réelle contribution de l'effet thermique et de l'effet du cisaillement qui jusqu'alors, dans la littérature, semblait non étudié. Finalement, les effets de dégradation du SAN n'ont pas affecté les propriétés mécaniques bien qu'une décoloration et une diminution de la viscosité aient été observées. En revanche, dans le cas de l'ABS recyclé, les propriétés en traction et la résistance au choc ont considérablement été affectées, notamment par la présence de vernis qui interfère sur le transfert de contraintes entre les nodules de PB et la matrice SAN
The aim of this PhD thesis was to understand the mechanisms of degradation of SAN and ABS from waste sprues and undelivered packages from Albea Group (formerly known as Alcan Packaging). The results of this project should allow the reduction of waste volume, the improvement of material properties and a costs reduction. The present workshould also improve the understanding of the fundamental aspects of physical recyclability of polymers during different cycles in injection molding.The first part of the study performed using an internal mixer showed how degradation was influenced by processing parameters such as the rotor speed, the temperature and the mixing time. Thus, considering the SAN, the mechanisms of the thermo-mechanical degradation are both generated by the thermo-mechanical degradation and by the oxidation that involves chain scissions. In the case of ABS, its mechanisms of thermo-mechanical degradation imply further chromophores sites, several competition reactions such as crosslinking and chain scissions.The innovative feature of our work was to establish a theoretical mechanism of degradation of ABS and SAN under processing conditions used in industry thanks to our experimental approach with original investigation procedure (TMDSC, solid state NMR, AFM). Afterwards, we were then able to identify the real contribution on the one hand of the shearing effect, which seemed still unstudied in the literature, and of the other hand of the thermal effect.Finally, it was found that degradation was not affecting SAN mechanical properties whereas discoloration and a reduction of viscosity were observed. On the opposite, the recycling of ABS resulted in a significant reduction of tensile properties and the impact strength due to the presence of varnish which interfered in stress transfer between PB nodules and the SAN matrix

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Tesis sobre el tema "Caractérisation des matériaux (chimie)"

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