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Alfonso Garcia

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
THESE Présentée par: Alfonso GARCIA MARQUEZ Pour obtenir le titre de DOCTEUR DE L'UNIVERSITE DE STRASBOURG Domaine: Chimie Organique Moléculaire et Chimie des Matériaux SYNTHESE ET CARACTERISATION D'ELASTOMERES ET DE RESEAUX FONCTIONNELS Soutenue le 28 avril de 2009 devant la commission d'examen: Pr. Gero DECHER Rapporteur interne Pr. André-Jean ATTIAS Rapporteur externe Pr. Heino FINKELMANN Rapporteur externe Dr. Daniel GUILLON Directeur de thèse Dr. Bertrand DONNIO Co-encadrant

• patience infinie pour les tâches administratives


• rhéologie des élastomères cristaux


• préparation de nanoparticules de ferrite


• caractérisation des élastomères cristaux


• travail de recherche


• merci


• libre accès aux techniques de préparation d'elastomères


• technique exemplaire

Sujets

• Phillippe
• François Nicolas Voirin
• Sánchez
• Guillon
• Schlatter

Informations

• Publié par: profil-zyak-2012
• Nombre de lectures: 168
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 52 Mo

Extrait

THESE


Présentée par:
Alfonso GARCIA MARQUEZ

Pour obtenir le titre de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITE DE STRASBOURG
Domaine: Chimie Organique Moléculaire et Chimie des Matériaux



SYNTHESE ET CARACTERISATION
D’ELASTOMERES ET DE RESEAUX
FONCTIONNELS

Soutenue le 28 avril de 2009 devant la commission d’examen:
Pr. Gero DECHER Rapporteur interne
Pr. André-Jean ATTIAS Rapporteur externe
Pr. Heino FINKELMANN
Dr. Daniel GUILLON Directeur de thèse
Dr. Bertrand DONNIO Co-encadrant
!Remerciements

Cette thèse a été le fruit de trois ans et demie de recherche en collaboration avec
plusieurs laboratoires et je tiens à remercier toutes les personnes qui ont contribué, de
près ou de loin, à sa réalisation.
Je voudrais d’abord remercier Prof. Gero Decher, Prof. Heino Finkelmann et Prof.
André-Jean Attias pour avoir accepté d’évaluer ce manuscrit et de faire partie du jury.
Je tiens particulièrement à remercier Dr. Daniel Guillon de m’avoir offert ce sujet de
thèse et de suivre de très près l’avance ce cette recherche et de son soutien
inconditionnel lors de ces 3 ans. Merci de cette opportunité.
Je tiens à remercier également Dr. Bertrand Donnio pour son soutien, son
encadrement exemplaire, son intérêt enthousiaste pour ce sujet si complexe et
particulièrement les mots d’encouragement dans les moments difficiles et une liberté
absolue pour développer ce projet. Ces qualités m’ont permis d’aller toujours plus
loin dans mon travail de recherche.
Tout au long de cette thèse, J’ai bénéficié d’un support administratif et technique
exemplaire. Du côté administratif Je tiens à remercier très sincèrement Mme Agnès
Bouet et Mme Rose-Marie Weller pour leur aide efficace et leur patience infinie pour
les tâches administratives. Du coté technique, Mlle Laurence Oswald qui m’a montré
de façon détaillée les procédures, la gestion et le maintien des laboratoires du
département, pour pouvoir réaliser mon travail de façon propre et efficace. Mlle
Emilie Couzigné, qui a géré de façon impeccable la commande, livraison et
disposition des produits. Et finalement Mlle Emilie Voirin, qui a contribué dans la
synthèse de certains produits à la dernière partie de ce travail. Mes remerciements les
plus sincères.
La caractérisation des élastomères cristaux liquides faits à Strasbourg repose sur deux
grands piliers, chargés de la construction et de la maintenance des dispositifs de
rayons-X, DSC et thermoélastiques. Ces deux piliers sont M. Nicolas Beyer et Dr.
Benoît Heinrich. Merci beaucoup de votre implication, de votre disponibilité et de vos
qualités. Grâce à vous il est maintenant possible d’étudier les élastomères au sein de
l’institut.
Je remercie aussi le groupe du Prof. Heino Finkelmann pour m’avoir donné libre
accès aux techniques de préparation d’elastomères. Les discussions au sein de son
groupe, m’ont permis de surmonter les difficultés que ce type de matériaux
présentent. Merci Laura, Simon, Dominic, Frank, Patrick, Natalia and Felicitas.
La pluridisciplinarité de ce sujet a permis de créer une nouvelle collaboration avec le
Prof. Guy Schlatter au LIPHT de Strasbourg. Son intérêt et enthousiasme nous ont
permis de chercher des nouvelles études de rhéologie pour les élastomères qui
ouvriront une nouvelle ligne de recherche. Merci beaucoup. Concernant à la rhéologie des élastomères cristaux liquides, j’ai eu l’honneur de
collaborer avec les spécialistes du domaine : Dr. Phillippe Martinoty et Dr. Daniel
Rogez. Merci de votre intérêt et pour l’étude judicieuse de certains systèmes.
Une partie des réseaux magnétiques fonctionnels a aussi été issu d’une collaboration
DCMI-DMO, Je tiens à remercier Prof. Sylvie Bégin-Collin et Dr. Arnaud
Démortière pour la préparation de nanoparticules de ferrite ; Dr. Guillaume Rogez
pour les études de SQUID et la lecture critique du cinquième chapitre ; au Dr.
JeanLouis Gallani des discussions sur le magnétisme et la rhéologie et au Dr. Emmanuel
Terazzi pour la synthèse et discussions sur les systèmes d’oxyde de manganèse
(Mn12), également, de son amitié.
Je remercie très spécialement Dr. Antoni Sánchez Ferrer. Tony, gracias a todas las
discusiones que tuvimos, he podido llegar hasta aquí sin perder la rienda. Gracias de
todo corazón.
J’associe à mes remerciements tous les chercheurs du DMO (ex-GMO) avec qui j’ai
partagé cette étape de ma vie. Merci Sylvestre, et la connaissance de la grotte le hand
et de Bazbat ; Merci Jerôme, le gars le plus cool de la planète ; Merci Will, si cette
feuille suffisait pour tout dire…., amitié en or solide ; Merci pour tout Hind, et mon
admiration pour gérer le temps entre recherche et Lina ; Merci Stéphane pour toutes
les discussions sur polymères et le Bagad ; Merci très spécialement à toi Cyril, pour
les concerts, les sorties et ton amitié inconditionnelle ; Merci Dr. Laurent
Douce, Alexandre, Jean, Julien, Pierre, Dr. Patrick Masson, Virginie, Dr. Delphine
Felder-Flesch, Giusseppe, Julieta, Prof. Yves Galerne, Jean-Baptiste, Nathan,
Romain.
Avant moi, le Dr. Miguel Bispo a été le pionnier du sujet au sein du département.
Grâce à sa contribution, nous avons pu aller au niveau suivant. Muito obrigado
Miguel.
Finalement, je remercie du fond de mon cœur mes supporteurs inconditionnels : Ma
famille, mes amis et Anaïs.

Dédiée à Francisco et à Didier.







Ce travail a été financé par la bourse CONACyT Nº dossier 185485. Synthèse et Caractérisation d’Elastomères et de Réseaux Fonctionnels
!
Résumé de la thèse.
1. Introduction.
Depuis longtemps l’homme essaie de créer des outils pour reproduire et amplifier
l’action mécanique de ses membres. L’évolution de ces outils par l’amélioration des
qualités de ses composants (comme la dureté, la résistance, la rapidité et l’efficacité)
lui ont permis de s’adapter et de mieux appréhender son environnement. Un des
systèmes le plus difficile à obtenir est le muscle artificiel, tant du point de vue de sa
réalisation que de sa performance. Par définition, il doit être capable de répondre
d’une façon rapide et efficace à un effort ou stimulus extérieur. L’ensemble de ce
travail de recherche est une petite contribution au développement de ces systèmes.
Depuis leur découverte, les cristaux liquides ont été utilisés dans diverses applications
en particulier dans le domaine des écrans plats. Ils présentent plusieurs mésophases
telles que les phases nématiques, smectiques, colonnaires ou les phases cubiques
(arrangements tridimensionnels complexes). Avec l’induction de la chiralité, certaines
de ces mésophases présentent des propriétés intéressantes de ferroélectricité ou
antiferroelectricité. Récemment celles-ci ont été obtenues avec quelques molécules
présentant une structure coudée (ressemblant aux bananes).
i
Dans le domaine des polymères et elastomères, Kuhn et al. ont observé qu’un
polymère gel réticulé, peut agir comme un muscle artificiel en soulevant une charge
ii
au moment d’être gonflé par un solvant. De plus, de Gennes a décrit un modèle de
nouveau matériau, produit par la combinaison d’un polymère réticulé amorphe
(alterné en blocs) et d’un autre polymère qui présente des propriétés mésomorphes.
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
i Kuhn,W., Hargilay, B.,Katchalsky, A., Eisenberg, H,. Nature , 1950, 165, 514.
""!De Gennes, P.G. C. R. Acad Sci. Paris serie B, 1975, t 281, 343.!
i Résumé de la Thèse
Celui-ci présente la caractéristique d’être déformable sous contrainte mécanique.
iii
Enfin H. Finkelmann s’est inspiré de ces précédents travaux et a synthétisé le
premier élastomère cristal liquide en réticulant des chaînes de polymères. L’obtention
de ces nouveaux matériaux a ouvert la voie à de nombreuses applications (actuateurs
mécaniques, matériaux photosensibles, etc.
Il existe deux classes principales d’élastomères cristaux liquides qui se différencient
par des notions de topologie: 1) les élastomères à chaînes latérales où les mésogènes
sont greff