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L’objectif de ce travail était l’étude de l’effet de la taille des grains de céramiques à base d’oxyde de bismuth sur les propriétés de conduction ionique. Avec pour objectif la préparation de céramiques denses avec des grains de taille nanométrique, des poudres de composition (Bi2O3)0.75(Dy2O3)0.25, (Bi2O3)0.75(Er2O3)0.25, (Bi2O3)0.75(Y2O3)0.25 et (Bi2O3)0.75(Er2O3)0.125(Y2O3)0.125 ont été préparées avec succès par une méthode de dosage en retour. Des poudres avec des grains mono-cristallins d’environ 20 nm ont été obtenues, à partir desquelles, des céramiques denses ont ensuite été préparées par frittage conventionnel et par « Spark Plasma Sintering ». Par les deux méthodes, des céramiques de densités relatives supérieures à 94% sont obtenues. Par SPS, la taille des grains est de 20nm seulement. Elle varie de 60 à 500nm par frittage conventionnel pour lequel une croissance des grains contrôlée par le transport de matière aux joints de grain est démontrée.L’effet de la taille des grains sur la conductivité a finalement été étudié par spectroscopie d’impédance. Une diminution de la conductivité avec la taille des grains est généralement observée, probablement due au caractère bloquant des joints de grain. En revanche, la composition (Bi2O3)0.75(Dy2O3)0.25 avec des grains de 22nm présente des conductivités au dessus de celles de la céramique de même composition avec des grains de 62nm et une meilleure séparation des réponses dues aux grains et aux joints de grains. Pour des tailles de grains aussi faibles, les couches d’espace de charge entre les grains ne peuvent plus être négligées et le phénomène observé est probablement dû à une augmentation de la conductivité dans ces couches.

The aim of this work was the study of the effect of the grain size of bismuth based oxide ceramics on the ionic properties. With the aim to prepare dense ceramics with controlled grain size at the nano-scale, nano-powders of (Bi2O3)0.75(Dy2O3)0.25, (Bi2O3)0.75(Er2O3)0.25, (Bi2O3)0.75(Y2O3)0.25 and (Bi2O3)0.75(Er2O3)0.125(Y2O3)0.125 compositions were successfully prepared by a reverse chemical titration method. As shown by XRD and TEM, after annealing for 3 hours at 500°C, powders with single crystal grains with size of about 20nm were obtained. At that stage, a b-form was evidenced for all compositions.Then, conditions of sintering were optimized. Two techniques were used: pressureless sintering in a conventional furnace and Spark Plasma Sintering (SPS). In both methods, it led to ceramics with relative density higher than 94%. The grain size was only 20nm by SPS. It ranges from 60nm to 500nm by conventional sintering, for which it was shown that the grain growth was controlled by mass transport through the grain boundaries. The effect of grain size on total ionic conductivity was studied by impedance spectroscopy for all compositions. For most compositions, a decrease of total ionic conductivity with grain size was observed due to a predominant blocking effect of grain boundary when grain size decreases. However (Bi2O3)0.75(Y2O3)0.25…

Advisors/Committee Members: Vannier, Rose-Noëlle (thesis director), Zhen, Qiang (thesis director).

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Dans ce travail de thèse, de nouvelles méthodes de préparation d’interfaces recouvertes de nanoparticules d’or (Au NPs) et/ou d’oxyde de graphène réduit (rGO) ont été développées. La méthode de dépôt des nanoparticules d’or repose sur la technique dite « three phase junction » ou « jonction à trois phases ». Différentes conditions de dépôt par voltampérométrie et chronoampérométrie ont été utilisées pour optimiser la taille et la forme ainsi que la stabilité de ces nanostructures sur l’électrode. Les propriétés catalytiques des électrodes modifiées par les nanostructures métalliques ainsi obtenues ont été exploitées pour l’oxydation du glucose et la réduction d’oxygène. Ces interfaces ont montré une activité catalytique comparable à celle décrite dans la littérature pour d’autres électrodes. Ces interfaces ont été aussi investiguées comme substrats pour la spectroscopie SERS et pour la microscopie en fluorescence. La deuxième partie de la thèse a porté sur la mise au point d’une méthode simple pour la réduction et la fonctionnalisation de feuillets de GO. Deux molécules aromatiques (la dopamine et le tétrathiafulvalène, TTF) ont été utilisées pour la préparation de matériaux nanocomposites : rGO/dopamine et rGO/TTF. Les nanocomposites obtenus ont été caractérisées par différentes techniques d’analyse de surfaces et mesures électrochimiques. Les applications potentielles de ces nanocomposites ont été démontrées dans le domaine de capteurs et interrupteurs chimiques. Finalement, l’influence des Au NPs et/ou de rGO ainsi synthétisées sur les propriétés de fluorescence de biomolécules a été investiguée sur des interfaces modifiées par ces nanoobjets.

In this thesis, new methods for the preparation of interfaces covered with gold nanoparticles (AuNPs) and/or reduced graphene oxide (rGO) based materials are introduced. An electrode|aqueous electrolyte|gold precursor solution in toluene three-phase junction was applied for AuNPs electrodeposition. Nanoparticles obtained in various conditions, with cyclic voltammetry or chronoamperometry, were investigated to find optimal conditions for their electrodeposition. To characterize the properties of AuNPs deposited at the electrode surface, electrochemical, spectroscopic and microscopic methods were employed. These modified surfaces were applied as a new catalytic and bioelectrocatalytic material, as well as sensing platform for surface-enhanced Raman spectroscopy and fluorescence microscopy. This allowed to demonstrate some potential applications of AuNPs deposited at the three-phase junction. In the following part, a new and simple method for GO reduction and simultaneous functionalization was proposed. Selected aromatic molecules were employed as reducing agents in reactions carried out under mild conditions. To characterize the new composites, electrochemical, spectroscopic and microscopic techniques were used. These composites were also investigated as potential substrates for sensors and (electro)chemical switches. Finally, AuNPs and/or rGO were applied as new sensors in…

Advisors/Committee Members: Opallo, Marcin (thesis director), Boukherroub, Rabah (thesis director).

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Les nanomatériaux à base de carbone ont suscité un intérêt considérable en raison de leurs applications potentielles dans divers domaines. Ces matériaux sont également considérés comme des matrices idéales pour le développement de capteurs/biocapteurs électrochimiques avec une grande sensibilité. Au cours de ce travail de thèse, on a utilisé des nanotubes de carbone alignés verticalement dopés à l'azote (VA-NCNT), des électrodes d’or modifiées avec des nanofibres de carbone/hydroxyde de cobalt (CNFs/Co(OH)2) par dépôt électrophorétique, ou avec des nanoparticules de cuivre /oxyde de graphène réduit (Cu NPs/rGO), ainsi que des électrodes de carbone vitreux modifiées avec des nanoparticules d'or/rGO (Au NPs/rGO), et évalué leurs caractéristiques électrochimiques pour la construction de capteurs/biocapteurs. La modification des électrodes de VA-NCNT avec des aptamères lysozyme a permis une détection sensible (du l’ordre du femtomolaire) de lysozyme dans le sérum. Cette méthode a été appliquée avec succès pour la détection de lysozyme chez des personnes atteintes de la maladie inflammatoire de l'intestin (IBD). Les électrodes d'or modifiés par rGO/Cu NPs et CNFs/Co(OH)2 ont montré un excellent comportement pour l’oxydation électro-catalytique du glucose. Ils ont été utilisés pour la détection non enzymatique du glucose dans des solutions tampons de façon sélective mais aussi pour la détermination du glucose dans le sérum humain. La détection non enzymatique du peroxyde d'hydrogène a également été réalisée sur des électrodes modifiés par rGO/Au NPs, ce dernier a été préparé en utilisant la tyrosine pour la réduction d'oxyde de graphène (GO) et le sel d’Au.

Carbon-based nanomaterials have attracted tremendous interest because of their potential applications in various fields. These materials are also considered ideal matrixes for the development of highly sensitive electrochemical based sensing platforms. In this thesis, vertically aligned nitrogen-doped carbon nanotube (VA-NCNT) electrodes, gold electrodes modified with cobalt hydroxide embedded carbon nanofibers (CNFs/Co(OH)2) through electrophoretic deposition, or copper nanoparticles loaded reduced graphene oxide (rGO/Cu NPs), as well as chemically formed gold nanoparticle decorated rGO (rGO/Au NPs) modified glassy carbon electrodes were developed, and their electrochemical and sensing capabilities were investigated. Modification of VA-NCNT electrodes with lysozyme aptamers resulted in a sensor with femtomolar sensitivity to lysozyme in serum and was successfully applied for the differentiation of healthy patients and inflammatory bowel disease (IBD) affected ones. rGO/Cu NPs and CNFs/Co(OH)2 coated gold electrodes showed excellent electro-catalytic oxidation behavior towards glucose and were employed as non-enzymatic glucose sensors for glucose determination in human serum. Non-enzymatic hydrogen peroxide detection was also achieved on rGO/Au NPs modified electrodes, where the matrix was formed using tyrosine as dual reductant of graphene oxide (GO) and Au salt.

Advisors/Committee Members: Boukherroub, Rabah (thesis director), Szunerits, Sabine (thesis director).

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Le graphène et ses dérivées ont suscité un grand intérêt au fil des années en raison de leurs propriétés physiques et chimiques exceptionnelles. Pour l'intégration du graphène dans des dispositifs électrochimiques, il est essentiel d'avoir une technique simple, reproductible et contrôlable afin de produire des feuillets de graphène de bonne qualité sur des grandes surfaces. Dans cette optique, l'utilisation d'oxyde de graphène réduit chimiquement (rGO) plutôt que le graphène produit par la technique CVD représente une alternative très prometteuse. Dans cette thèse, nous avons développé différentes approches simples, respectueuses de l'environnement, et contrôlables pour la réduction chimique de l'oxyde de graphène en rGO ainsi que la fonctionnalisation simultanée de la matrice de rGO formée par les agents de réduction utilisés. Les divers agents réducteurs utilisés sont : la tyrosine, l'acide 4-aminophénylboronique (APBA), la dopamine portant une fonction alcyne, et nanoparticules de diamant (ND). Les matrices de rGO ainsi préparées ont été caractérisées par différentes méthodes telles que : XPS, AFM, MEB, FTIR, Raman, UV/Vis et mesures électrochimiques. Les matrices de rGO, déposées sur des électrodes de carbone vitreux (GC), ont ensuite été utilisées pour des applications électrochimiques pour la détection du peroxyde d'hydrogène (en absence d’enzyme), du glucose, et de la L-dopa et carbidopa simultanément. Finalement, les nanocomposites de rGO/NDs ont été utilisés avec succès comme électrodes dans des supercondensateurs, et ont montré une capacité spécifique de 186 F g-1 et une excellente stabilité.

Graphene and its derivatives have attracted tremendous research interest over the years due to their exceptional physical and chemical properties. For the integration of graphene into electrochemical devices, it is essential to have a simple, reproducible and controllable technique to produce high quality graphene sheets on large surfaces. In this respect, the use of chemically derived reduced graphene oxide (rGO) rather than CVD graphene is a promising approach. In this thesis, we have developed simple, environmentally friendly, and controllable approaches for the chemical reduction of graphene oxide to rGO and the simultaneous functionalization of the resulting rGO matrix with the used reducing agents. These techniques are based on the use of tyrosine, 4-aminophenyl boronic acid (APBA), alkynyl-modified dopamine, and diamond nanoparticles (ND) as reducing agents. The robustness of the developed derivatization schemes was evaluated by the post-functionalization of alkynyl-dopamine/rGO with thiolated molecules via a photochemical “click” reaction.The resulting rGO matrices were characterized by a variety of different techniques, including XPS, AFM, SEM, FTIR, Raman, UV/Vis, and electrochemical measurements. The rGO matrices, deposited on glassy carbon (GC) electrodes, have been further used for electrochemical based applications for nonenzymatic detection of hydrogen peroxide, glucose, and simultaneously L-dopa and…

Advisors/Committee Members: Boukherroub, Rabah (thesis director), Szunerits, Sabine (thesis director).

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Nous avons synthétisé avec succès ces nano-composés (rGO/Arg-Ag NPs, rGO-Ni NPs and rGO-Co3O4NPs) et les avons caractérisés par de nombreuses techniques, XPS, SEM, TEM, FTIR, Raman, UV-Vis et TGA. Les analyses montrent que ces nano-composés à base de graphène ont des propriétés excellentes et une grande stabilité. Utilisés comme catalyseurs dans des applications environnementales, ils réduisent efficacement le 4-nitrophenol en 4-aminophenol ainsi que les colorants à forte adsorption et le chrome (VI) présents dans les eaux usées.

We successfully obtained these nanocomposites (rGO/Arg-Ag NPs, rGO-Ni NPs and rGO-Co3O4NPs).The resulting rGO-based nanocomposites were characterized by a variety of different techniques, including XPS, SEM, TEM, FTIR, Raman, UV-Vis and TGA. These analysis shows that these graphene-based nanocomposites have excellent properties and stability. The rGO-based nanocomposites, applied as a catalyst in environmental applications and shows good catalytic performance for reduction of 4nitrophenol to 4aminophenol and high adsorption dyes and Cr (VI) from wastewater.

Advisors/Committee Members: Boukherroub, Rabah (thesis director), Sieber, Brigitte (thesis director).

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Dans le cadre général des études de matériaux multifonctionnels, électrolytiques et catalytiques, susceptibles d’être utilisés au sein de dispositifs de détection de gaz, un système d’oxydes (1-x)CeO2. x/2Bi2O3 avec 0≤x≤1 a été élaboré par coprécipitation puis traitement thermique à 600°C. Le système ainsi obtenu correspondrait à un diagramme de phases original, constitué d’un domaine de solutions solides (Ce1-xBixO2-z pour x ≤ 0,20), d’un domaine multiphasé pour 0,3≤x≤0,7 comportant une phase de type quadratique b’-Bi2O3 et une phase cubique substituée limite (x=0,20), d’un autre domaine multiphasé pour les compositions 0,8≤x≤1, comportant une phase quadratique b-Bi2O3 et une phase monoclinique. Ces deux phases ont déjà été considérées dans la littérature comme phases métastables résultant de divers modes de refroidissement de la phase pure Bi2O3. Dans le cas présent, la stabilisation de ces deux phases b’ et b en présence d’une phase substituée cubique Ce1-xBixO2-z pourrait être due à la présence d’ions cérium au sein duréseau cristallin de Bi2O3. Les interactions catalytiques entre des échantillons polycristallins de ce système avec x variable et des mélanges air-CO et air CH4 ont été étudiées par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier dans le domaine 100 à 525°C. Il apparait que les composés riches en cérium ou riches en bismuth n'ont pas la même réactivité vis-à-vis des gaz CH4 ou CO. Cette diversité de propriétés catalytiques pourrait être utilisée au sein de systèmes multicapteurs de gaz.Une étude de la conduction électrique du système pour x variable a été effectuée par spectroscopie d’impédance électrique entre 100 et 750°C. Les représentations Nyquist des impédances électriques ont été interprétées en mettant en jeu des modèles de type élément de phase constante ou de type Warburg pour prendre en compte l’hétérogénéité des échantillons ainsi que les phénomènes de réaction-diffusion aux électrodes. La conductivité en volume (coeur de grains) augmente avec la composition, avec deux types d’évolutions distinctes : une évolution caractéristique de la phase substituée liée à l’augmentation du taux de lacunes, une évolution dans le système biphasé avec une forte augmentation de conductivité au-dessus de x=0,3 et un maximum atteint pour x=0,7. La phase quadratique de type b’-Bi2O3 connue comme phase métastable est ainsi stabilisée au sein de ce système mixte, au moins à 600°C: elle serait à l’origine de la forte conductivité ionique observée pour la composition proche de x = 0,7.

To develop multifunctional and sensitive materials for gas sensor, catalytic microsystems and electrolytic applications, the multiphase system (1-x).CeO2 + ½ x.Bi2O3 has been investigated in the bismuth composition range 0≤x≤1. A series of ceramics samples has been prepared via a coprecipitation route followed by a thermal treatment at 600°C. X-ray diffraction analyses showed that, for x ≤ 0.20, a solid solution Ce1- xBixO2-x/2 with fluorine structure was formed. For x ranging between 0.25 and 0.7, a tetragonal b’-Bi2O3…

Advisors/Committee Members: Gavarri, Jean-Raymond (thesis director).

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126 p. : ill. ; 30 cm

Nos travaux de recherche s’inscrivent dans le cadre actuel des efforts menés par de nombreuses équipes dans le monde pour continuer à réduire le coût encore élevé des dispositifs photovoltaïques commerciaux à base de silicium. Parmi les multiples options envisagées pour appréhender cette réduction (filière microcristalline, nouveaux matériaux, technologies avancées, …), nous considérons pour notre part, une conception de cellules photovoltaïques en hétéro-structure, combinant le dépôt d’un oxyde transparent conducteur (TCO) sur un substrat de silicium multicristallin dont le coût reste relativement abordable. Notre choix de TCO s’est porté sur l’oxyde d’étain (SnO2), un semi-conducteur transparent déposé dans nos expérimentations par spray pyrolyse qui est une technique simple et peu coûteuse. Ce matériau s’avère être très approprié à la conversion photovoltaïque et peut présenter une double application, comme couche anti- reflet et comme fenêtre optique. D’abord, comme couche anti-reflet, particulièrement dans l’intervalle spectral de 600 à 1000 nm. Nous sommes parvenus avec une couche d’oxyde d’étain non dopé déposé sur un substrat de silicium multi cristallin avec texture isotropique à réduire la réflectivité moyenne pondérée au spectre solaire AM1.5 jusqu’à 3.1%. Des minima remarquables en dessous de 1% ont été observés dans la plage des longueurs d’onde de 840nm à 880nm. Ensuite comme fenêtre optique sur une plaquette de silicium monocristallin diffusé pouvant contribuer à l’amélioration du rendement de conversion de la cellule solaire. Notre étude s’est d’abord focalisée sur l’examen des fortes dégradations des propriétés électriques des couches minces d’oxyde, constatées lorsqu’elles subissent à hautes températures (800°C) l’étape de frittage des pâtes de métallisation par sérigraphie. Cette dernière est aujourd’hui la technique de métallisation par excellence pour une fabrication de cellules solaires à grande échelle. Après de nombreuses expérimentations sous diverses ambiances, nous sommes parvenus à stabiliser la conductivité des couches minces en effectuant le frittage sous atmosphère réductrice de monoxyde de carbone. Cette ambiance s’est avérée nettement plus avantageuse que celle du forming gaz habituellement utilisé. Par ailleurs, une simulation numérique de l’hétérostructure SnO2 :F/Si(N+)/Si(P) a été effectuée en utilisant des logiciels dédiés au photovoltaïque comme SCAPS et PC1D. Inaccessibles dans la littérature, les modèles physiques propres aux couches minces de TCO se sont avérés être la pierre d’achoppement de cette partie théorique. Nous avons dû recourir à une approche semi-empirique pour investiguer les différents paramètres physiques permettant de traduire au mieux les performances de l’oxyde d’étain dopé au fluor comme fenêtre optique. La réalisation de la structure SnO2 :F/Si(N+)/Si(P) avec contacts déposés par sérigraphie nous a permis de valider les résultats tout en montrant une amélioration avoisinant les 3% du rendement de conversion. La résistance de…

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90 p. : ill. ; 30 cm

Dans ce travail, nous avons préparé des couches minces d'oxyde de zinc ZnO dopées à l'aluminium par la technique Sol-Gel associée sur des substrats en verre à partir de l'acétate de zinc (CH3COOH) 2) dissout dans une solution de 2-methoxydethanol (C3H8O2). Nous avons ensuite effectué des analyses structurales d'échantillons élaborés par différentes techniques de caractérisation, telles que la diffraction des rayons X, des mesures électriques et optiques telles que la mesure de résistivité et de transmission. Les résultats expérimentaux obtenus ont permis de vérifier que les couches minces de ZnO déposées sont relativement uniformes. L'analyse structurale par diffraction des rayons X a montrée que les films déposés sont de structure wurtzite avec une orientation tridimensionnelle. Les mesures optiques ont montrés que les couches déposées de ZnO présentent une bande interdite 'Gap' de 3.26 eV, proche de celle du ZnO monocristallin 3.3eV. Les films de TiO2 déposés sur des oxydes transparents conducteurs (TCO) sont importants pour les cellules solaires. Nous avant étudié le processus de la croissance des films de TiO2 sur deux types de substrat : ZnO: Al et ITO. Les films ont été caractérisés par microscopie électronique à balayage (MEB), microscopie à force atomique (AFM), la diffraction des rayons X et la spectrophotomètre UV-Visible. Les analyses des films de TiO2 ont montré que, la rugosité des films déposés sur ITO est moins importante par rapport à la rugosité des film déposés sur ZnO :Al, la croissance selon une orientation préférentielle, selon l'axe-c (101) pour les films déposés sur ITO et tridimensionnelle pour les films déposé sur ZnO :Al, la transmission est observée entre 75% et 99% pour les trois substrats de dépôt

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110 p. : ill. ; 30 cm

Ce travail de recherche est basé sur l'étude de la polymérisation chimique des nanocomposites conducteurs à base de PPy(Cl) comme matrice, la Zéolithe HY et le TiO2 de type Anatase comme renforts, à la température ambiante et pression atmosphérique, en utilisant FeCl3 comme initiateur de la réaction et dopant en même temps. Après la caractérisation des produits de base, nous avons procédés en premier lieu sur la polymérisation du pyrrole avec déférents rapports molaires de [FeCl3]/[Pyrrole] dans un milieu aqueux , suivi par une série de caractérisations pour les polymères obtenus. Le bon rapport remporté a été utilisé pour la préparation des nanocomposites à base de PPy(Cl)/ Zéolithe HY et PPy(Cl)/TiO2, qui sont optimisés à leurs tours pour avoir un meilleur nanocomposite à base de PPy(Cl)/Zéolithe HY/TiO2. Après chaque synthèse, le produit élaboré est caractérisé par: IRTF, ATD, DSC, ATG, MEB, UV-Visible, DRX, potentiel Zêta et mesure de la conductivité électrique pour confirmer le bon déroulement du processus de synthèse et d'étudier leur propriétés afin d'envisagé des applications spécifiques

▼ L'utilisation de la réaction de cycloaddition 1,3-dipolaire permet la formation d'hétérocycles hautement fonctionnalisés. L'étude de cette réaction de manière intramoléculaire permet la formation de centres chiraux avec une excellente sélectivité. Un alcaloïde naturel, la noréphédrine, est utilisé comme gabarit chiral de départ pour l'insertion des groupements dipôle et dipolarophile nécessaires à la cyloaddition. L'adaptation d'une procédure développée par Roche Products LTD pour la formation d'un amide par l'addition d'un chlorure d'halogéno-alcanoyle sur l'amine de la noréphédrine a permis l'obtention d'amides pures sans le besoin de purification chromatographique. La condensation de ces N-alcanoylhalogénures avec un dérivé acétal de l'acroléine entraîne la formation d'une 2-vinyloxazolidine. L'optimisation des paramètres réactionnels a permis un contrôle parfait de la stéréochimie créé au nouveau centre chiral en C-2 (et la minimisation des produits secondaires formés). L'insertion de la fonction nitro nécessaire pour la cycloaddition intramoléculaire vers les isoxazolines a nécessité deux innovations différentes. Le passage par des intermédiaires iodés est préférable pour l'insertion des fonctions NO₂ et cette substitution a été optimisée afin de maximiser le ratio nitro/nitrite grâce à l'ajout de phloroglucinol. L'activation de dérivés nitro portés par des chaînes alkyles de longueur variables (nombre de carbones: 4 à 6) par la méthode de Mukaiyama a produit les cycloadduits isoxazolines. Toutefois, la longueur de la chaîne a un impact majeur sur la sélectivité de l'anneau 2-isoxazoline issu de la réaction. La cycloaddition à partir du dérivé nitrobutanoyle a formé un produit de régiochimie disubstitué 3,4, ce qui est inverse à la théorie des orbitales moléculaires pour les alcènes mono-substitués qui produisent généralement des isoxazolines substitués en 3,5 et d'une stéréochimie R* pour le centre chiral formé. Par contre, le dérivé nitropentanoyle forme un cycloadduit ayant une stéréochimie opposée S* tout en conservant la régiochimie du dérivé précédent. L'activation du dérivé nitrohexanoyle, a donné une isoxazoline de régiochimie normale disubstitué en 3,5 grâce à sa chaîne latérale plus longue qui permet la fixation de l'oxygène de l'oxyde de nitrile intermédiaire sur le carbone interne de la fonction alcène. La stéréochimie de ce cycloadduit est R*. L'étude de la longueur de la chaîne a donc montré dans un premier temps, une inversion de stéréochimie et ensuite une inversion de régiochimie. L'autre partie du projet consiste en l'utilisation d'une fonction azoture pour la cycloaddition menant aux triazolines. L'insertion de l'ion N₃‾ est aussi améliorée par la formation d'intermédiaires iodés et la cycloaddition nécessite un chauffage dépendant du dérivé. Les espèces triazolines de régiochimie normale 3,4 et de stéréochimie spécifique R* ont été générées. D'ailleurs, la stabilité des triazolines varie beaucoup et certaines d'entre elles doivent être utilisées sans purification. Leur activation subséquente…

▼ L'infarctus du myocarde est une maladie très répandue dans les pays industrialisés. La condition d'ischémie-reperfusion qui en est à l'origine endommage les tissus par la production accrue d'espèces oxygénées réactives (EOR) qui conduisent les cellules à un état de stress oxydatif. L'oxyde nitrique (NO·) est non seulement une EOR mais aussi une molécule de signalisation importante dans le système cardiovasculaire. Plusieurs effets cytoprotecteurs du NO· et de ses dérivés ont été démontrés dans le coeur ischémie-reperfusé, mais des effets cytotoxiques ont aussi été rapportés. La céruloplasmine (CP) est une glycoprotéine à cuivre circulante multifonctionnelle. Quoiqu'elle soit étudiée depuis longtemps, certaines de ses propriétés demeurent incomprises. Elle est entre autres reconnue comme un antioxydant circulant très important. L'équipe du Dr Mateescu a d'ailleurs rapporté qu'elle protège le coeur isolé des EOR durant l'ischémie-reperfusion. D'autres équipes ont toutefois montré une activité pro-oxydante de la CP qui ferait d'elle un facteur de risque associé aux maladies cardiovasculaires. Deux activités de la CP ont récemment été mises en évidence in vitro: la synthèse de nitrosothiols (RSNO) et de nitrites (NO₂¯) deux dérivés du NO· considérés comme des formes d'entreposage qui prolongeraient la durée de vie de ce facteur. Nous avons donc posé l'hypothèse d'une implication de la CP dans la potentialisation des effets du NO· par ses nouvelles activités. Le but de cette étude était ainsi d'évaluer l'effet cytoprotecteur de la combinaison CP + NO· et de vérifier l'implication d'une activité S-nitrosante et/ou nitrite-synthase de la CP. Pour ce faire, des cultures de cardiomyocytes de rats nouveau-nés ont été soumises à un stress oxydatif généré par l'ajout de H₂O₂ au milieu de culture. L'effet toxique ou protecteur de la CP et d'un donneur de NO·, le PAPA NONOate, a été déterminé par la mesure de la viabilité cellulaire à l'aide d'une coloration au Hoechst 33342 et à l'iodure de propidium. Les dérivés RSNO et NO₂¯du NO· ont été mesurés dans les milieux de culture par les réactifs colorimétriques de Griess ou par la sonde fluorescente DAN, après une optimisation de ces méthodes de dosage. Les résultats, qui vont à l'encontre de l'hypothèse de départ, ont montré que ni la CP, ni la combinaison CP + NO· ne protègent les cardiomyocytes du H₂O₂. La CP a même exercé un effet cytotoxique sur les cellules en présence de H₂O₂. Le NO· à faible concentration procure une certaine protection contre le H₂O₂, mais en intensifie la toxicité à forte concentration. En conditions acellulaires, l'activité S-nitrosante de la CP sur le glutathion a été confirmée et est comparable à celle de la littérature. La synthèse de NO₂¯ n'a toutefois pas été observée à des niveaux détectables. Des faits nouveaux ont aussi été révélés: la CP est capable d'« auto-nitrosation » et l'albumine inhibe l'activité S-nitrosante de la CP. Cette étude indiquerait que l'action cardioprotectrice de la CP contre les dommages causés par l'ischémie-reperfusion…

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90 p. : ill. ; 30 cm

Dans ce travail, nous avons préparé des couches minces d'oxyde de zinc ZnO dopées à l'aluminium par la technique Sol-Gel associée sur des substrats en verre à partir de l'acétate de zinc (CH3COOH) 2) dissout dans une solution de 2-methoxydethanol (C3H8O2). Nous avons ensuite effectué des analyses structurales d'échantillons élaborés par différentes techniques de caractérisation, telles que la diffraction des rayons X, des mesures électriques et optiques telles que la mesure de résistivité et de transmission. Les résultats expérimentaux obtenus ont permis de vérifier que les couches minces de ZnO déposées sont relativement uniformes. L'analyse structurale par diffraction des rayons X a montrée que les films déposés sont de structure wurtzite avec une orientation tridimensionnelle. Les mesures optiques ont montrés que les couches déposées de ZnO présentent une bande interdite 'Gap' de 3.26 eV, proche de celle du ZnO monocristallin 3.3eV. Les films de TiO2 déposés sur des oxydes transparents conducteurs (TCO) sont importants pour les cellules solaires. Nous avant étudié le processus de la croissance des films de TiO2 sur deux types de substrat : ZnO: Al et ITO. Les films ont été caractérisés par microscopie électronique à balayage (MEB), microscopie à force atomique (AFM), la diffraction des rayons X et la spectrophotomètre UV-Visible. Les analyses des films de TiO2 ont montré que, la rugosité des films déposés sur ITO est moins importante par rapport à la rugosité des film déposés sur ZnO :Al, la croissance selon une orientation préférentielle, selon l'axe-c (101) pour les films déposés sur ITO et tridimensionnelle pour les films déposé sur ZnO :Al, la transmission est observée entre 75% et 99% pour les trois substrats de dépôt

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110 p. : ill. ; 30 cm

Ce travail de recherche est basé sur l'étude de la polymérisation chimique des nanocomposites conducteurs à base de PPy(Cl) comme matrice, la Zéolithe HY et le TiO2 de type Anatase comme renforts, à la température ambiante et pression atmosphérique, en utilisant FeCl3 comme initiateur de la réaction et dopant en même temps. Après la caractérisation des produits de base, nous avons procédés en premier lieu sur la polymérisation du pyrrole avec déférents rapports molaires de [FeCl3]/[Pyrrole] dans un milieu aqueux , suivi par une série de caractérisations pour les polymères obtenus. Le bon rapport remporté a été utilisé pour la préparation des nanocomposites à base de PPy(Cl)/ Zéolithe HY et PPy(Cl)/TiO2, qui sont optimisés à leurs tours pour avoir un meilleur nanocomposite à base de PPy(Cl)/Zéolithe HY/TiO2. Après chaque synthèse, le produit élaboré est caractérisé par: IRTF, ATD, DSC, ATG, MEB, UV-Visible, DRX, potentiel Zêta et mesure de la conductivité électrique pour confirmer le bon déroulement du processus de synthèse et d'étudier leur propriétés afin d'envisagé des applications spécifiques

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126 p. ; ill. ; 30 cm

Nos travaux de recherche s’inscrivent dans le cadre actuel des efforts menés par de nombreuses équipes dans le monde pour continuer à réduire le coût encore élevé des dispositifs photovoltaïques commerciaux à base de silicium. Parmi les multiples options envisagées pour appréhender cette réduction (filière microcristalline, nouveaux matériaux, technologies avancées, …), nous considérons pour notre part, une conception de cellules photovoltaïques en hétéro-structure, combinant le dépôt d’un oxyde transparent conducteur (TCO) sur un substrat de silicium multicristallin dont le coût reste relativement abordable. Notre choix de TCO s’est porté sur l’oxyde d’étain (SnO2), un semi-conducteur transparent déposé dans nos expérimentations par spray pyrolyse qui est une technique simple et peu coûteuse. Ce matériau s’avère être très approprié à la conversion photovoltaïque et peut présenter une double application, comme couche anti- reflet et comme fenêtre optique. D’abord, comme couche anti-reflet, particulièrement dans l’intervalle spectral de 600 à 1000 nm. Nous sommes parvenus avec une couche d’oxyde d’étain non dopé déposé sur un substrat de silicium multi cristallin avec texture isotropique à réduire la réflectivité moyenne pondérée au spectre solaire AM1.5 jusqu’à 3.1%. Des minima remarquables en dessous de 1% ont été observés dans la plage des longueurs d’onde de 840nm à 880nm. Ensuite comme fenêtre optique sur une plaquette de silicium monocristallin diffusé pouvant contribuer à l’amélioration du rendement de conversion de la cellule solaire. Notre étude s’est d’abord focalisée sur l’examen des fortes dégradations des propriétés électriques des couches minces d’oxyde, constatées lorsqu’elles subissent à hautes températures (800°C) l’étape de frittage des pâtes de métallisation par sérigraphie. Cette dernière est aujourd’hui la technique de métallisation par excellence pour une fabrication de cellules solaires à grande échelle. Après de nombreuses expérimentations sous diverses ambiances, nous sommes parvenus à stabiliser la conductivité des couches minces en effectuant le frittage sous atmosphère réductrice de monoxyde de carbone. Cette ambiance s’est avérée nettement plus avantageuse que celle du forming gaz habituellement utilisé. Par ailleurs, une simulation numérique de l’hétérostructure SnO2 :F/Si(N+)/Si(P) a été effectuée en utilisant des logiciels dédiés au photovoltaïque comme SCAPS et PC1D. Inaccessibles dans la littérature, les modèles physiques propres aux couches minces de TCO se sont avérés être la pierre d’achoppement de cette partie théorique. Nous avons dû recourir à une approche semi-empirique pour investiguer les différents paramètres physiques permettant de traduire au mieux les performances de l’oxyde d’étain dopé au fluor comme fenêtre optique. La réalisation de la structure SnO2 :F/Si(N+)/Si(P) avec contacts déposés par sérigraphie nous a permis de valider les résultats tout en montrant une amélioration avoisinant les 3% du rendement de conversion. La résistance de…

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Le photovoltaïque nécessite de nouveaux matériaux pour diminuer ces coûts et améliorer les rendements. Ces travaux de thèse ont concerné le développement de nouvelles phases d'oxyde de titane pour l'électronique transparente et la conversion de photon appliquée au PV silicium. L'ablation laser pulsé est une méthode de croissance particulièrement adaptée pour la prospection de matériaux aux propriétés innovantes. Le contrôle des phases anatase, rutile et d'une phase de composition TiO1.45 épitaxié en fonction de la pression partielle d'oxygène a permis de réaliser des films aux propriétés électriques, optiques innovantes. Un film biphasé anatase/rutile dopé niobium (TNO1.80) présente ainsi une transition métal-semi-conducteur aux alentours de 68K. Par ailleurs, le film de composition TiO1.45 épitaxié s'est révélé être un oxyde transparent conducteur de type p. La découverte de ce nouveau p-TCOs a été valorisée et validée par l'élaboration d'une homojonction p - n transparente. Les matrices d'oxyde de titane rutile et anatase ont également été utilisées pour accueillir des ions terres rares Ln3+ afin de convertir les photons ultra-violet du spectre solaire incident vers le proche infrarouge (800 > λ > 1100 nm). Le transfert d'énergie des matrices TiO2 vers les dopants Ln3+ a été étudié en fonction de la structure, de la quantité de dopant ainsi que la qualité de la microstructure des films dopés Ln3+ (Ln3+=Pr3+,Tm3+,Eu3+,Yb3+,Nd3+).

New materials are needed to decrease cost and improve photovoltaic cell performance. These thesis works are focused on the development of new titanium oxide phases for transparent electronic and photon conversion applied to silicon solar cell. Pulsed laser deposition is an adapted growth method for the prospection of materials with innovating properties. The control of epitaxial growth of anatase, rutile and a phase with a composition TiO1.45 in function of oxygen partial pressure allowed us to realize films with innovating electrical and optical properties. A two phase anatase/rutile film doped niobium (TNO1.80) have shown a metal-semiconductor transition about 68 K. Moreover, transparent TiO1.45 epitaxial thin film has displayed a p-type semiconduction behaviour which has been confirmed by the elaboration of a transparent p - n homojunction. Rutile and anatase titanium oxide matrix were also used to host rare earths ions in order to convert ultraviolet to near infra-red photon (800 > λ > 1100 nm). TiO2 matrix to dopant transfer has been studied in function of crystal structure, doping content and the quality of microstructure of films doped Ln3+(Ln3+=Pr3+,Tm3+,Eu3+,Yb3+,Nd3+).

Advisors/Committee Members: Millon, Eric (thesis director).

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Un accident nucléaire grave peut entrainer un rejet de composés radiotoxique dans l’environnement. La nocivité de ces rejets est fonction de leurs périodes radioactives, de leurs évolutions chimiques et de leurs absorptions par l’organisme. Parmi les produits les plus importants, on peut citer 131I, 103Ru et 106Ru. La formation de produits gazeux doit être évitée pour limiter les contaminations à grandes distances. Les aérosols radioactifs qui sont formés à haute température vont se condenser sur les parois du circuit primaire. Dans ce travail, nous avons étudié théoriquement (par DFT) l’adsorption d’iodures métalliques et d’oxydes de ruthénium sur la surface du circuit primaire qui est constitué en majorité d’oxyde Fe et Cr ainsi que les mécanismes conduisant à la revolatilisation de ces dépôts. Nos résultats montrent que la formation de l’I2 (g), RuO3 (g) et RuO4 (g) est possible à partir des surfaces adsorbées avec ou sans un oxydant (OH● ou O2).

A severe nuclear accident leads to releases of radio toxic compounds. Due to their radioactive half-lifetimes, chemical evolution and absorption in the human’s body, 131I, 103Ru and 106Ru are particularly dangerous. The formation of gaseous products should be avoided in order to limit the contamination. Radioactive aerosols, formed at high temperature, will condense on primary circuit wall. We studied theoretically (by DFT) the adsorption of control rod metal iodides and ruthenium oxides on the surface of circuit that is composed mainly by Fe and Cr oxide. The mechanism leading to the revolatilization of these deposits is investigated. Our results showed that formations of I2 (g), RuO3 (g) and RuO4 (g) are possible from surfaces with or without an oxidant (OH● or O2).

Advisors/Committee Members: Paul, Jean-François (thesis director), Cantrel, Laurent (thesis director).

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Le système autonome nécessite une consommation d'énergie inférieur à 100μW pour qu’ils puissent récupérer l’énergie environnementale. Le transistor MOSFET, étant le composé principal de ce système, peut permettre cela en améliorant ces performances. Le matériaux III-V présente un intérêt à être appliqué au transistor MOSFET en considérant ses propres propriétés tel la haute vitesse thermique d’électron, la haute vitesse de saturation, la faible bande interdite. D'aussi hautes performances de transistor avec de basse consommation d'énergie peut être envisagé grâce au MOSFET III-V. Des technologies de fabrication de MOSFET In0.53Ga0.47As ont été développées avec ces mesures statiques et dynamiques. Un IdMAX=180mA/mm, gmMAX=110mS/mm, fT=150GHz, et fMAX=47GHz ont été obtenus pour un transistor de longueur de grille de 50nm. Différentes voies d’amélioration ont été étudiées y compris le procédé gate-last comparé au gate-first, l’effet PDA, et l’effet PPA. Le procédé gate-last démontre moins de dégradation de l’oxyde avec de meilleures performances que gate-first. PDA n’a pas d'effet important sur les performances du transistor. PPA a démontré un effet de passivation de certains défauts dans l’oxyde et dans l’interface. Des structures alternatives ont été étudiées comme la structure MOSHEMT de maille adapté et pseudomorphique, montrant de meilleures performances avec une IdMAX=300mA/mm, gmMAX=200mS/mm, fT=200GHz et fMAX=50GHz pour un transistor de longueur de grille de 100nm. Ces performances DC sont loin de l’état de l’art, tandis que les performances RF sont parmi les meilleures. La perspective de ce travail est d’améliorer la qualité d’oxyde en baissant le budget thermique et aussi d'utilier de prometteuses strucutres comme MOS-COMB (la structure MOS-Thin body avec couche barrière entre l’oxyde et le semiconducteur). La structure MOSFET InAs de haute performance pourrait aussi être envisagé en réduisant le budget thermique au cours de la fabrication.

The autonomous system requires a power consumption of less than 100μW so that they can recover energy from the environment. MOSFET, being a major component of this system can achieve this low power consumption requirement by improving its performance. III-V materials are of interest to be applied to MOSFET considering its own properties such as high electron thermal mobility, high saturation velocity, and low band gap. So high-performance transistor with low power consumption can be expected by III-V MOSFETs. Fabrication technologies of In0.53Ga0.47As MOSFETs have been developed with its static and dynamic measurements. An IdMAX=180mA/mm, gmMAX=110mS/mm, fT=150GHz and fMAX=47GHz were obtained for a transistor gate length of 50nm. Different ways of improvement were studied including the gate-last process compared with gate-first, the PDA effect, and the PPP effect. The gate-last process shows less degradation of the oxide with better performance than gate-first. PDA has no prominent effect on the performance of transistor. PPA has been shown to have a passivation effect…

Advisors/Committee Members: Bollaert, Sylvain (thesis director), Wichmann, Nicolas (thesis director).

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Les oxydes transparents conducteurs (TCO) ont la rare propriété de concilier haute transparence et conductivité élevée, ce qui en fait des matériaux-clés pour de nombreuses applications requérant des électrodes transparentes comme les cellules photovoltaïques, les diodes organiques et les écrans plats. Avec une résistivité de l'ordre de 10⁻⁴ ohm.cm et une transmittance de 85% dans le domaine visible, l'oxyde d'indium dopé à l'étain (ITO) est le matériau privilégié. Toutefois, sa fragilité, son instabilité aux procédés plasma et son coût croissant du fait de sa haute teneur en indium sont autant de raisons de rechercher des matériaux alternatifs. Cette thèse a pour but de comprendre les points clefs permettant d'améliorer les performances d'une électrode transparente en oxyde de zinc dopé à l'aluminium (AZO) sur les plans optique, électrique et au niveau des interfaces ; des cellules photovoltaïques en silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H) servent de dispositif-test à cette étude. Réalisées par pulvérisation cathodique magnétron sous des conditions de dépôt variées, les couches minces d'AZO obtenues ont une structure microcristalline et, pour des paramètres déterminés, des performances optoélectroniques approchant celles de l'ITO. Un modèle adapté d'après la théorie de Drude a permis de rendre compte du lien entre transparence et conduction et de confirmer la saturation en porteurs du matériau. L'efficacité d'une électrode au sein d'un dispositif dépend également très fortement de l'interface entre celle-ci et l'absorbeur, les porteurs devant être extraits rapidement pour ne pas se recombiner. Quelques voies ont été explorées pour réduire la barrière de potentiel entre le silicium amorphe et l'électrode tout en favorisant l'efficacité optique des cellules. Il ressort que l'insertion d'une couche tampon d'oxyde de titane ou de tungstène permet d'obtenir un gain notable dans les performances des cellules.

Because of their unique ability to reconcile high transparency with good electrical conductivity, transparent conductive oxides (TCOs) are key materials in many applications such as organic light-emitting diodes, photovoltaic solar cells or flat displays. With its resistivity of a few 10⁻⁴ ohm.cm and its 85% transmittance in the visible range, Indium Tin Oxide (ITO) dominates the TCO market. Yet, it is brittle, unstable to plasma processes and its cost is rising due to its high indium content, encouraging research on alternative materials. This thesis aims at understanding key points to improve the performance of an aluminum-doped zinc oxide (AZO) transparent electrode on the optical, electrical and interface levels; hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) photovoltaic solar cells serve as a test device in this study. We obtain microcrystalline AZO thin films by magnetron sputtering under various deposition conditions ; for certain parameters, performances are close to ITO. An adapted model after the Drude theory allowed to account for the link between transparency and conduction and to confirm that the material is…

Advisors/Committee Members: Pique, Jean-Paul (thesis director).

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Au cours des dix dernières années, les hétérostructures à base de matériaux oxyde ont été grandement étudiées comme potentiel systèmes d’application pour le nanoélectronique. Parmi eux, les ferroélectriques (FE) sont particulièrement intéressants comme support pour ces applications technologies. En effet, leur polarisation électrique spontanée, aisément réversible par application d’un champ électrique en fait de bons candidats pour le stockage de données non-volatile. Renverser la polarisation nécessite un contact avec une électrode, ainsi les hétérostructures de films mince de FE avec électrodes métalliques ont été grandement étudiées. A l’interface entre les deux matériaux, les charges libres de l’électrode permettent d’écranter les charges de surfaces, détrimentales au maintien de la polarisation au sein du film FE. Avec des électrodes d’oxyde métalliques, un déplacement ionique à l’interface électrode/FE va d’avantage favoriser cet écrantage, plaçant l’interface au cœur du processus d’écrantage. Cependant, malgré d’importantes découvertes théoriques, les données expérimentales sont rares et le comportement exact de l’interface électrode/FE est seulement partiellement maitrisée. Une plus grande compréhension est indispensable pour une intégration correcte des films FE dans des dispositifs nanométriques. Dans cette thèse, des techniques basées sur la spectroscopie de photoémission sont utilisées pour sonder l’interface enfouie d’une hétérostructure électrode/BaTiO₃/électrode, dans le cas de deux électrodes différentes : l’oxyde métallique SrRuO₃ et le métal cobalt. Nous avons acquis des informations sur le comportement de l’interface et sa réponse au renversement de la polarisation. Ce travail est un nouveau pas vers une plus grande maitrise des phénomènes physiques gouvernant le comportement de l’interface entre électrodes le ferroélectrique BaTiO₃, en termes de propriété électronique, de cinétique et de fatigue. Les expériences présentées couplent des techniques d’analyses de pointes, où l’utilisation de rayons X durs et l’application de champs électriques in situ ont rendus possible la difficile tâche de sonder des interfaces enfouies en condition de fonctionnement.

In the past decade, oxide-based heterostructures have been studied extensively as potentially attractive systems for applications in nanoelectronics. Among them, ferroelectric materials raised interest as potential support for those technological applications. Indeed, their spontaneous electric polarization easily switched by applying an electric field makes them a good basis for non-volatile data storage. Switching the polarization requires a metallic contact with an electrode, thus heterostructures of ferroelectric thin films with metallic electrodes have been widely studied. At the interface between those two materials, free charges of the electrode help screening the polarization induced surface charges detrimental to maintaining proper polarization in the ferroelectric thin film. With metallic oxide electrodes, an ionic displacement at the…

Advisors/Committee Members: Barrett, Nick (thesis director), Schneider, Claus M. (thesis director).

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Les travaux présentés portent sur l’étude et l’élaboration de la synthèse de nanoparticules d’oxyde de cérium CeO2 et l’oxyde mixte CexZr(1-x)O2 avec une morphologie contrôlée. Différentes morphologies telles que; nanocubes, nanobarres et nanopolyhèdre ont été obtenues dépendamment des conditions de synthèse. Un dépôt d'or à la surface des nanoparticules synthétisées a été effectué. Le choix de l'or s'est fait étant donné son grand pouvoir catalytique à basse température. Ces catalyseurs ont été caractérisés par différentes techniques (TEM, BET) et ont fait l’objet d’essais catalytiques pour l’oxydation du CO. Les résultats montrent que les nanocatalyseurs sous forme cubique donnent un meilleur résultat comparé aux nanobarres et nanopolyhèdre. Ceci s’explique par le fait que leur surface spécifique est supérieure et par la préférence des sites actifs d’or à se déposer sur la face (100) des nanocubes. Ce résultat est corroboré par les énergies d’activation calculées. Afin d’améliorer l’activité catalytique et la stabilité de ce type de nanocatalyseurs, on a substitué une partie du cérium du zirconium. Les résultats des tests catalytiques montrent que la limite de substitution ne peut excéder 10% en zirconium. Au-delà de ce taux, la conversion complète du CO en CO2 est nettement inférieure à celle du nanocatalyseur à base de simples nanocubes de CeO2.

The presented works involve the study and the elaboration of the synthesis of cerium oxide CeO2 and oxide mixed CexZr(1-x)O2 nanoparticles with a controlled morphology. Various morphologies including nanocube, nanobar and nanopolyhedron have been obtained depending on the synthesis conditions. A deposit of gold on the surface of synthesized nanoparticles has been carried out. The choice of gold nanoparticles as active phase is due to their high catalytic activity at low temperatures. These catalysts had been characterized by various techniques (TEM, BET) and subjected to catalytic tests for CO oxidation. The results show that the cubic form of nanocatalysts give a better result compared to nanobars and nanopolyhedron. This is explained by the fact that their specific surface is greater and preferably gold nanoclusters to be deposited on the face (100) nanocubes. The obtained result is supported by the activation energy calculation. In order to improve the catalytic activity and stability of this type of Nanocatalyst, a portion of the cerium zirconium has been substituted. The catalytic test results show that the substitution limit shall not exceed 10% zirconium. Beyond this level, the complete conversion of CO to CO2 is significantly smaller than the nanocatalysts based on simple nanocubes CeO2.

Advisors/Committee Members: Trong-on, Do.

▼ Abstract: Research on Resistive Random Access Memories (RRAM) is becoming more and more important in electronics. Resistive memories are based on the possibility of switching resistive states of a material by applying an electric field, allowing the definition of different states for the memory. These devices are advantageous because they can be integrated the BEOL (it{Back End Of Line}) without too much difficulty. They can be integrated monolithically with the transistors built in the FEOL (it{Front End Of Line}) creating an artificial synaptic array. The advantage of these material arrays is to offer unprecedented energy performance for complex tasks like image recognition. This approch represents a real break with traditional methods like using super computers or high performance graphic cards (GPU). Resitive memories with the MIM structure (it{Metal Insulator Metal}) with TiO2-x active layer were fabricated with methods compatible with the BEOL. These methods comprise: Chemical-mechanical polishing (CMP), Atomic layer deposition (ALD), Physical vapor deposition (PVD) and dry etching. The top electrode being mostly built in platinum, which is incompatible with the BEOL, some were fabricated in titanium nitride as a comparison. Two different oxides were tested: One optimized from the University of Santa Barbara in California (UCSB) and one deposited by cosputtering a target of titanium oxide with another of titanium. The devices fabrication and characterizations allowed to validate the fabrication of analog memories compatible with the BEOL. However, the stack and materials need to be optimised to obtain devices as performing as the devices with platinum top electrodes. Advisors/Committee Members: Drouin, Dominique (advisor).

▼ Fin des années 1980, la découverte de l'effet magnétorésistif géant, qui se caractérise par une variation importante de la résistance électrique d'un matériau lorsqu'on le soumet à un champ magnétique, a eu un impact très important tant au niveau des études fondamentales qu'en vue d'applications industrielles telles que la réduction de la taille des disques durs des ordinateurs (Prix Nobel d'A. Fert en 2007). L'engouement ainsi suscité a permis de mettre en évidence cet effet, au début des années 1990, dans les couches minces d'oxyde de type pérovskite ABO3 et plus particulièrement dans les manganites de terres rares (Ln1-xAx)MnO3. Le but de ce travail s'inscrit dans ce cadre et concerne l'élaboration et l'étude des propriétés physiques (structurales, magnétiques, de transport et magnétocaloriques) de nouveaux manganites qui pourraient avoir des applications dans un domaine connexe qui est la réfrigération magnétique. En effet, cette dernière décennie, a vu les découvertes de nouveaux composés présentant des effets magnétocaloriques géants qui ont conduit aux premiers essais de laboratoire de la réfrigération magnétique. Celle-ci semble être l'une des alternatives très sérieuses pour le remplacement des systèmes de réfrigération classique basés sur la compression-détente des gaz. Cette nouvelle technique, comparée aux techniques traditionnelles, présente plusieurs avantages, elle est plus efficace sur le plan énergétique, plus compacte et surtout moins nuisible à l'environnement. La première partie de ce travail porte sur l'élaboration et la caractérisation des composés de formule La1-xCexMnO3. Nous avons étudié l'effet du recuit sur les propriétés morphologique, structurale, magnétique et magnétocalorique de ces composés. L'application du modèle de Landau, en bon accord avec les résultats expérimentaux de la mesure l'entropie magnétique SM, a montré que la nature de transition de phase dépend aussi de la température de recuit. La composition x=0.4 de ce composé présente la valeur la plus élevée du facteur de mérite RCP, ce qui en fait un bon candidat pour les applications à la réfrigération magnétique. Dans une deuxième partie une étude des propriétés morphologique, structurale, magnétique et magnétocalorique des manganites de formule La0,7Ca0,15Sr0,15Mn1-xFexO3 a été réalisée. Le fer n'influe pas sur les propriétés structurales mais entraîne une diminution de la température de Curie TC. Afin d'approfondir ces études, nous avons proposé un matériau composite basé sur deux composés La0,7Ca0,15Sr0,15Mn1-xFexO3 (x = 0,025 et 0,75). La variation d'entropie du composite reste approximativement constante entre 260 et 300 K. En conséquence, ce matériau composite peut être un très bon candidat pour la réfrigération magnétique au voisinage de l'ambiante. Dans une dernière partie, nous avons étudié l'effet du double échange, de la méthode de préparation, le rayons du site A et la nature magnétique du dopant au site B sur les propriétés magnétocaloriques en caractérisant la famille des composés La0,6A0,4Mn1-xFexO3 (A= Ca, Sr… Advisors/Committee Members: Hlil, El Kebir (thesis director).

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De manière générale, les composites oxyde/oxyde sont la plupart du temps élaborés par frittage, par voie sol-gel ou par infiltration en phase gazeuse, CVI (« Chemical vapor infiltration »). Ces techniques d’élaboration comportent de nombreuses étapes engendrant un temps long d’élaboration ce qui peut entraîner une détérioration des propriétés du composite. Cette thèse s’intéresse à un procédé original et rapide de densification de préformes fibreuses développé par le Commissariat à l’Energie Atomique et aux énergies alternatives (CEA) : la caléfaction. Ce procédé est connu pour élaborer des composites C/C ou C/SiC à partir d’un précurseur liquide. Cependant, la possibilité d’élaborer des composites oxyde/oxyde n’a jamais été testée. L’objectif de ce travail est d’étudier la réalisation de composites oxydes/oxydes par ce procédé. Plusieurs matrices ont été réalisées telles que la silice, l’alumine et le système ternaire aluminosilicate de baryum, BaSi2Al2O8. Plusieurs paramètres expérimentaux ont été étudiés tels que la température d’élaboration, le temps de manipulation et la composition du précurseur. Des caractérisations microstructurales et physico-chimiques ont permis de caractériser les matériaux élaborés. Plusieurs modifications ont été apportées au montage expérimental afin de permettre une meilleure reproductibilité des essais et un meilleur suivi thermique lors de l’élaboration de matrice oxyde.

Nowadays, oxide/oxide composites are most of the time developed by sintering, sol-gel process or CVI (Chemical Vapor Infiltration). These techniques include many steps of synthesis leading to a long time of synthesis and possible deteriorations of the properties of the composite. This thesis focuses on an original and rapid process developed by French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA): the film boiling chemical vapor infiltration. This technique is already used to synthesize C/C and C/SiC composites but works have never focused on oxide/oxide composites. The main goal of this thesis is to synthesize oxide/oxide composites by film boiling chemical vapor infiltration. Works were focused on alumina, silica and barium aluminosilicate matrices. Several experimental parameters were studied: temperature, time and liquid precursor. Microstructural and physicochemical characterizations were done on composites. Several modifications of the experimental setup have been made in order to allow a better reproducibility of the tests and a better thermal monitoring.

Advisors/Committee Members: Maillé, Laurence (thesis director).

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De nos jours, les produits chimiques toxiques industriels ne sont pas toujours traités proprement, et leurs contaminants peuvent directement affecter la sécurité de l'eau potable. La photocatalyse, «une technologie verte» est une approche efficace et économique qui joue un rôle important dans la conversion de l'énergie solaire et la dégradation des polluants organiques. Ce manuscrit de thèse rapporte sur le développement des matériaux avancés (basés sur TiO2 et ZnO) susceptibles d'exploiter l'énergie solaire renouvelable pour résoudre les problèmes de pollution environnementale. Une partie de ce travail a été consacrée pour l’amélioration de l’activité photocatalytique du TiO2 sous lumière UV et visible. Par conséquent, les nanofibres composites de rGO/TiO2, BN/TiO2 et BN-Ag/TiO2 ont été élaborées en utilisant la technique d'électrofilage (electrospinning). La deuxième partie porte sur le ZnO, ainsi que les nanotubes multi co-centriques de ZnO/ZnAl2O4 et les nanotubes de ZnO dopés Al2O3 qui ont été synthétisés en combinant les deux techniques : dépôt de couche atomique (ALD) et electrospinning. Les propriétés morphologiques, structurelles et optiques de toutes les nanostructures synthétisées ont été étudiées par différentes techniques de caractérisations. Les résultats ont montré que les propriétés chimiques et physiques ont un effet très important sur les propriétés photocatalytiques des matériaux synthétisés. En outre, il a été constaté que l'effet de dopage conduit à une séparation de charge efficace dans le photocatalyseur, ce qui rend l’activité photocatalytique plus efficace. De plus, le méthyle orange et le bleu de méthylène ont été utilisés comme modèle de référence. Une amélioration significative et une stabilité à long terme de l’activité photocatalytique ont été observées avec les matériaux dopés comparés aux matériaux non-dopés sous lumière UV et visible. Des tests antibactériens contre Escherichia coli ont été également effectués; les résultats indiquent que BN-Ag/TiO2 présente à la fois des propriétés photocatalytiques intéressantes pour la dégradation des composés organiques et pour l'élimination des bactéries.

Nowadays, industrial toxic chemicals are still not properly treated and these contaminants may directly impact the safety of drinking water. Photocatalysis “a green technology” is an effective and economical approach and plays an important role in solar energy conversion and degradation of organic pollutants. This thesis manuscript reports on developing advanced materials (based on TiO2 and ZnO) being capable of exploiting renewable solar energy for solving the environmental pollution problems. A part of this work was dedicated to improve the UV and visible light TiO2 photoresponse. Therefore, rGO/TiO2, BN/TiO2 and BN-Ag/TiO2 composties nanofibers were successfully elaborated using the electrospinning technique. The second part focused on ZnO. Novel structures of ZnO/ZnAl2O4 multi co-centric nanotubes and Al2O3 doped ZnO nanotubes were designed by combining the two techniques of atomic layer…

Advisors/Committee Members: Miele, Philippe (thesis director), Habchi, Roland (thesis director).

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L’oxyde nitreux (N2O) est le troisième plus important gaz à effet de serre et sa concentration atmosphérique est en constante augmentation. Pourtant, de nombreuses sources de ce gaz sont encore méconnues, notamment en arctique. Cette étude a permis de déterminer la distribution horizontale et verticale du N2O dans les eaux du détroit de Lancaster et du nord de la baie de Baffin et d’en déterminer la source. Les résultats montrent que la zone étudiée est un amalgame hétérogène de sources et de puits de N2O atmosphérique et que ce gaz est produit par la nitrification, une réaction localement limitée par le substrat. La présence d’eaux sursaturées en N2O sous la surface pouvant remonter à la surface lors de tempêtes, de même que l’augmentation des dépositions atmosphériques de composés azotés réactifs, suggèrent que le potentiel d’augmentation des émissions d’oxyde nitreux est bien présent dans cette région arctique.

Nitrous oxide (N2O) is the third most important long-lived greenhouse gas, and its atmospheric concentration is steadily increasing. However, many sources of this gas remain unknown, particularly in the Arctic. In this study, we determined the horizontal and vertical distribution of N2O in the waters of Lancaster Sound and the north of Baffin Bay, and we identified its source. Results show that the study area is a heterogeneous mixture of nitrous oxide sources and sinks, and that this gas is produced by nitrification, a locally substrate-limited reaction. With the presence of subsurface N2O oversaturated waters that could reach the surface during storms, and with the predicted increase in atmospheric reactive nitrogen deposition, conditions are set for a potential rise in the N2O emissions from this Arctic area.

Advisors/Committee Members: Levasseur, Maurice, Scarratt, Michael Grant.

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Dans un contexte de crise environnementale et d'épuisement des ressources énergétiques conventionnelles, le modèle énergétique obsolète fondé sur les combustibles fossiles doit être redéfini et redessiné. Malgré plusieurs types d'énergies alternatives renouvelable en développé et en cours de développé, en sachant qu'elles jouent un rôle important à moyen et long terme, l'utilisation de l'énergie solaire présente actuellement un grand intérêt aux scientifiques. La production d'hydrogène par la dissociation de l'eau et le dispositif photovoltaïque en convertit directement la lumière solaire en électricité devient plus compétitifs mais son coût ne cesse de diminuer en parallèle du progrès de la technologie. En conséquence, cette thèse concentre sur la synthèse et la modification de nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) et aussi parlant de la fabrication et de l'optimisation des dispositifs basés sur ces nanoparticules pour des applications photovoltaïque et de la photo-catalyse par la dissociation de l’eau. La synthèse et la modification des nanoparticules de TiO2 ont été optimisées pour contrôler la morphologie des particules, spécialement leur taille et leur forme, en utilisant différents types de surfactants. Ceci nous a permis de développer des nanoparticules de TiO2 avec différentes formes, telles que les nanosphères, les nanotiges, les nanorhombiques, et différentes tailles allant de 3 x 40 nm à 3 x 20 nm. L’effet du surfactant sur la morphologie des nanoparticules de TiO2 a été soigneusement caractérisé et analysé. La modification de la surface des nanoparticules de TiO2 ainsi développées par du sulfure de cadmium (CdS) a été optimisée dans le but de les utiliser dans les cellules solaires hybrides à hétérojonction volumique (BHJs) et aussi pour la production d’hydrogène via la dissociation de l’eau. Il a été démontré que l’efficacité de conversion de la puissance énergétique des BHJs a été augmentée de l'ordre de 17 fois en utilisant les nanotiges modifiées TiO2/CdS comparativement au nanotiges TiO2 non modifiées. Finalement, il a été démontré que la modification en surface des nanoparticules de TiO2 par du CdS et du Nickel menait à une nette amélioration dans la performance production d’hydrogène via la dissociation de l’eau. Cette réaction de dissociation présentait une stabilité.

In a context of environmental crisis and depletion of conventional energy resources, the current energy model based on fossil fuels is obsolete and needs to be redefined and redesigned. Even though, there are many different renewable alternatives developed or under developing, which are expected to take a main role in the middle and long term. The use of energy from the sun is currently attracting much attention from the scientists. For example, hydrogen generation via water splitting and photovoltaic devices that convert directly sunlight into electricity become more competitive as the cost continues to decrease with the technology advancement. Taking this into account, this thesis is focused on the synthesis and…

Advisors/Committee Members: Mighri, Frej, Trong-on, Do.

▼ La symbiose fixatrice d’azote entre les légumineuses et les bactéries du sol de type Rhizobium permet de réduire l’azote atmosphérique (N2) en ammoniaque (NH3) grâce à la présence de la nitrogénase bactérienne au sein d’un organe racinaire appelé nodosité. Dans le modèle symbiotique Medicago truncatula/Sinorhizobium meliloti, l’oxyde nitrique (NO) est produit tout au long du processus symbiotique, du début de l’interaction entre la plante et les bactéries jusqu’à la sénescence de la nodosité. Les effets toxiques, de signal ou de métabolite du NO dépendent principalement de sa concentration à son site d’action. Sa concentration au sein des cellules des nodosités doit être régulée afin de limiter ses effets toxiques et lui permettre de remplir ses fonctions de signalisation et de métabolite. Chez les plantes, les principales sources de NO identifiées sont la nitrate réductase (NR) et la chaîne de transfert d’électrons mitochondriale (ETC). Par ailleurs, les phytoglobines (Phytogb) sont connues pour être impliquées dans le catabolisme du NO. D’après leur homologie de séquence et leur affinité pour l’oxygène, trois classes de Phytogb ont été décrites chez les légumineuses : les Phytogb non-symbiotiques (Phytogb1), les leghémoglobines (Lb) -spécifiques des légumineuses- et les Phytogb tronquées (Phytogb3).Les principaux objectifs de cette thèse ont été, d’une part, de caractériser et étudier le rôle des NR et des Phytogb dans la régulation du NO lors de la symbiose entre M. truncatula et S. meliloti et, d’autre part, d’analyser le rôle du NO dans le développement et le fonctionnement du processus symbiotique.Chez M. truncatula, 3 gènes codent pour des NR et 17 pour des Phytogb. L’étude phylogénétique des séquences de Phytogb de M. truncatula a permis d’identifier 12 Lb, 3 Phtyogb1 et 2 Phytogb3. L’analyse de l’expression des gènes de NR et de Phytogb, ainsi que la mesure de l’activité totale des NR et la production du NO a permis de suivre le niveau de NO durant la symbiose fixatrice d’azote, ainsi que le rôle respectif des différentes NR et Phytogb dans sa régulation. Au cours du processus symbiotique, quatre pics de production de NO ont été observés, correspondant à quatre étapes du processus symbiotique, pendant (1) l’établissement de l’interaction la plante et la bactérie, (2) le début de l’organogénèse de la nodosité, (3) le fonctionnement de la nodosité mature et (4) lors de l’entrée en sénescence des nodosités. Lors de ces différentes étapes, la production de NO a pu être particulièrement corrélée à l’expression des gènes des NR1 et NR2, d’une Phytogb1 (Phytogb1.1) et d’une Phytogb3 (Phytogb3.1). L’utilisation de divers inhibiteurs des voies de synthèse du NO a montré que la production de NO dépend principalement de l’activité NR et de la chaîne de transfert d’électrons mitochondriale. L’utilisation de donneurs de NO a permis de montrer que, lors du développement nodulaire, le NO induit l’expression des Phytogb1 et de plusieurs gènes de défense, mais réprime celle des Lb et Phytogb3. Une analyse fonctionnelle de… Advisors/Committee Members: Brouquisse, Renaud (thesis director).

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N2O est le troisième plus important gaz à effet de serre ainsi qu’un des principaux gaz responsables de la dégradation de la couche d’ozone. Une approche bio-inspirée de la N2Oréductase (N2Or), enzyme réduisant N2O via un site actif comportant quatre ions cuivre pontés par un atome de soufre, aide au design de nouveaux systèmes. Six complexes à valences mixtes comportant un motif Cu2(µ-S) considéré comme minimum pour avoir une activité ont alors été synthétisés. Il a été démontré que la structure de ces centres métalliques est affectée par le solvant utilisé. Dans un solvant non coordinant comme l’acétone, tous les complexes possèdent une liaison intermétallique et une valence délocalisée à température ambiante. En revanche en solvant coordinant, la coordination de molécules d’acétonitrile rend impossible la formation de liaison intermétallique et localise la valence.Pour tester l’activité N2Or de ces complexes, un prototype permettant un bullage constant en cuve UV a été conçu. L’objectif est de mettre au point une réduction catalytique de N2O en utilisant un réducteur sacrificiel et une source de proton. Le gaz utilisé lors des tests semble cependant contenir une faible quantité de O2 empêchant la caractérisation des activités. Une optimisation visant à purifier N2O avant les tests est en cours.Par ailleurs, les réductions de O2 à deux électrons pour former H2O2 (un oxydant doux) et à quatre électrons pour former H2O (réaction utilisée dans les piles à combustibles) en font un domaine attractif. Il a été démontré que tous les complexes synthétisés lors de ces travaux sont capables de réduire catalytiquement O2 dans l’acétone et que seulement celui sans position échangeable est actif dans l’acétonitrile. Ce dernier a de plus montré une capacité à changer de sélectivité (H2O2 vs H2O) en fonction de la concentration en réducteur sacrificiel utilisé.

N2O is the third most important global warming gas and one of the most aggressive gas against ozone layer. A bio-inspired approach from N2Oreductase (N2Or), enzyme catalysing the two electron reduction of N2O with a four sulfur-bridged copper ions centre, helps for the design of new systems. Six mixed valent copper complexes containing the minimum Cu2(µ-S) core were then synthetized. It has been shown that these structures are affected by solvents in solution. Indeed, in a non-coordinating solvent like acetone, all these complexes have an intermetallic bond and a delocalized valence at room temperature. However in a coordinating solvent, the acetonitrile coordination makes it impossible to form a Cu-Cu bond and localize the valences.To test the N2Or activity, a prototype allowing a constant N2O bubbling in a UV cuve using a closed system was designed. The aim is to develop a catalytic reduction using sacrificial reductant and proton source. However, the gas bottle used for activity tests seems to contain a small amounts of O2 preventing results interpretation. The aim is now to optimize the prototype by adding a system that can purify N2O before activity tests.In a…

Advisors/Committee Members: Torelli, Stéphane (thesis director), Ménage, Stéphane (thesis director).

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La conversion thermoélectrique à l’état solide, qui produit de l’électricité de manière directe, silencieuse, sans vibrations ni entretien, revêt le plus grand intérêt pour la récupération d’énergie. L'énergie thermique est une source abondante et bien distribuée, ce qui fait de la thermoélectricité une bonne solution pour répondre à la demande croissante en énergie. En particulier, elle est envisagée comme une solution pour l’alimentation de faible puissance des appareils électroniques autonomes, ce que l’on appelle aussi l’internet des objets. Les générateurs thermoélectriques conventionnels (TEG), basés sur l'effet Seebeck, génèrent de l'énergie électrique grâce à des matériaux à l'état solide soumis à un gradient de température. Le mécanisme de ce moteur thermique engendre un énorme flux thermique, ce qui explique leur faible rendement inhérent. De nature radicalement différente, la structure du convertisseur thermoélectronique à vide micrométrique (MTC) basée sur l’émission thermoélectronique élimine pratiquement les pertes thermiques tout en conservant toutes les caractéristiques attractives de la thermoélectricité. Dans ce travail, le concept de convertisseur thermoélectronique est revisité sur la base de revêtements à faible travail d’extraction et en tirant parti des technologies de fabrication traditionnelles des MEMS pour la fabrication de paires d'électrodes à espacements micrométriques contrôlés. Premièrement, les oxydes alcalins sont déposés et caractérisés. Le composé d'oxyde de césium peut réduire le travail de sortie du silicium de près de 3eV à partir d'une valeur initiale d'environ 4,2eV. Deuxièmement, une étude numérique est menée sur le transfert thermique au sein du dispositif pour concevoir le convertisseur. Enfin, un processus de micro et nano-fabrication est développé pour fabriquer un démonstrateur MTC.

Solid-state thermoelectric conversion, which generates electricity in a direct, silent, vibration-free and maintenance-free way, is of the greatest interest for energy harvesting. The thermal energy is an abundant source for electrical generation, which makes thermoelectricity a good solution to meet the increasing demand for energy. Especially, it is seen as a tool towards low power supply for autonomous electronic devices, as field also known as internet-of-things. Conventional thermoelectric generators (TEG), based on Seebeck effect, generate electric power based on solid-states materials submitted to a temperature gradient. The mechanism of this thermal engine results in a huge thermal flow, which explains their inherent low efficiency. Radically different in nature, the structure of micro-vacuum-gap thermionic converter (MTC) based on thermionic emission virtually eliminates the thermal losses while keeping all attracting features of thermoelectricity. In this work, the concept of thermionic converter is revisited based on low-workfunction coatings and benefiting from mainstream fabrication technologies of MEMS to fabricate electrode pairs with controlled micrometer gaps. Firstly,…

Advisors/Committee Members: Dubois, Emmanuel (thesis director).

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Ce travail vise l'étude de l'oxydation catalytique des Composés Organiques Volatils (COVs). L'objectif principal est de trouver des matériaux catalytiques qui sont des alternatives aux métaux nobles très onéreux. La recherche des matériaux catalytiques actifs, sélectifs, stables dans le temps et à base de métaux de transition est abordée. Afin d'améliorer les performances catalytiques des métaux de transition, la dispersion de l'espèce métallique doit être optimisée en utilisant une méthode de synthèse adéquate. Les différents solides préparés ont été caractérisés par différentes techniques physico-chimiques : la Diffraction des Rayons X (DRX), les Analyses Thermiques (ATD/ATG), la Spectroscopie Infrarouge (IR), la Réduction en Température Programmée (H₂-RTP), la Microscopie Electronique à Balayage (MEB), la Spectroscopie de Photoélectrons induits par rayons X (SPX)...De plus, les oxydes obtenus ont été testés dans les réactions d'oxydation totale du COV propène. En premier lieu, nous avons focalisé notre travail sur la préparation d'une série d'oxydes mixtes Co-Mg/Al-Fe par voie hydrotalcite afin d'obtenir des propriétés intéressantes en catalyse hétérogène. Cette étude consiste surtout à évaluer la substitution des cations bivalents et trivalents. Il s'est avéré que le solide contenant à la fois du cobalt et du fer (CoFe) possède l'activité catalytique la plus élevée. L'intérêt de la voie hydrotalcite par rapport à d'autres méthodes de synthèse, telles que la méthode classique et le mélange mécanique des oxydes a été mis en évidence. En second lieu, l'utilisation des irradiations micro-ondes lors de la synthèse des matériaux hydrotalcites a été également étudiée comme une méthode de synthèse non-conventionnelle. Un effet bénéfique a été observé avec l'utilisation des micro-ondes dû principalement à des surfaces spécifiques plus élevées et à une meilleure réductibilité des espèces oxydes. En outre, cette étude vise également la mise au point de cette nouvelle méthode. De ce fait, l'optimisation de la température, durée et puissance des irradiations micro-ondes a été effectuée sur le solide CoFe, afin de montrer l'influence de chaque paramètre sur les propriétés physico-chimiques des matériaux. En troisième lieu, la synthèse d'une série de catalyseurs par voie hydrotalcite avec différentes teneurs en Co²⁺ et Fe³⁺ a été effectuée. L'influence du rapport molaire sur la structure hydrotalcite a été montrée. Une comparaison entre ces solides et ceux préparés par la méthode micro-ondes a été également abordée.

This work aims to study the catalytic oxidation of Volatile Organic Compounds (VOCs). The main objective is to find catalytic materials that are alternatives to very expensive noble metals. The search for transition metal based catalysts is investigated. Furthermore, to improve the catalytic performance of the transition metals, their dispersion must be optimized using an adequate synthetic method. The various prepared solids were characterized by different physicochemical techniques : X-ray Diffraction (XRD),…

Advisors/Committee Members: Siffert, Stéphane (thesis director), Labaki, Madona (thesis director), Cousin, Renaud (thesis director).