Présentée pour obtenir le grade de

Perrine Vallat

Description

Niveau: Supérieur
Université Louis Pasteur THÈSE Présentée pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Louis Pasteur de Strasbourg Discipline : Physique Spécialité : Physico-chimie par Perrine VALLAT Synthèse et étude des structures électronique et macromoléculaire d'un polyélectrolyte conjugué : le poly(thiophène 3-acide acétique) Soutenue le 27 novembre 2006 devant la Commission d'examen : Mme Marguerite BARZOUKAS Rapporteur interne M. François BOUÉ Examinateur M. Jean-François JOANNY Président Mme Regine von KLITZING Rapporteur externe M. Jean-Pierre TRAVERS Rapporteur externe M. Michel RAWISO Directeur de thèse M. Jean-Marie CATALA Invité M. François SCHOSSELER Invité

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Sujets

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Informations

• Publié par: profil-nechor-2012
• Publié le: 01 novembre 2006
• Nombre de lectures: 44
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 5 Mo

Extrait

Université Louis Pasteur
THÈSE
Présentée pour obtenir le grade de
Docteur de l’Université Louis Pasteur de Strasbourg
Discipline : Physique
Spécialité : Physico-chimie
par
Perrine VALLAT
Synthèse et étude des structures électronique et
macromoléculaire d’un polyélectrolyte conjugué : le
poly(thiophène 3-acide acétique)
Soutenue le 27 novembre 2006 devant la Commission d’examen :
Mme Marguerite BARZOUKAS Rapporteur interne
M. François BOUÉ Examinateur
M. Jean-François JOANNY Président
Mme Regine von KLITZING Rapporteur externe
M. Jean-Pierre TRAVERS
M. Michel RAWISO Directeur de thèse
M. Jean-Marie CATALA Invité
M. François SCHOSSELER InvitéMERCI!I
Ce travail a été réalisé au sein de l’Institut Charles Sadron. Je remercie Jean-Claude
Wittman et Jean-François Legrand qui m’y ont accueillie. La région Alsace et le CNRS ont
financé ce travail : que leurs représentants, Mrs Zeller et Pieri en soient remerciés.
Au cours de ces trois années, j’ai été soutenue et épaulée quotidiennement par Michel
Rawiso, Jean-Marie Catala et François Schosseler. Si le but de ce travail était de marier les
propriétés des polymères conjugués et des polyélectrolytes, eux ont su marier leurs qualités
humaines et leurs compétences pour les mettre au service de ce projet. Grâce à leurs
connaissances et à leur culture scientifique, j’ai découvert le vaste monde des
polyélectrolytes et ses subtilités. La rigueur scientifique et l’exigence de Michel, François et
Jean-Marie ont fait évoluer mon approche du travail de recherche. De même, ils m’ont appris
à constamment argumenter, justifier et moduler mes choix et mes opinions. Enfin, ils ont
toujours cru en moi et m’ont permis d’avoir davantage confiance. Merci pour tout.
Ce travail n’aurait pas évolué de la sorte si d’autres personnes ne s’y étaient pas
investies. En particulier, je tiens à remercier Jean-Philippe Lamps, mon acolyte au
laboratoire de chimie ; ses coups de main et sa gentillesse ont été grandement appréciés.
Pour les caractérisations des échantillons par SEC et par FFF, j’ai bénéficié de l’expertise du
service Caractérisation. Merci donc à Catherine Foussat, Alain Rameau et Joseph Selb pour
leur aide malgré les difficultés inhérentes aux systèmes conjugués. Je souhaiterais
également remercier Marc Schmutz et Michel Duval qui ont commencé l’étude des solutions
par microscopie électronique à transmission et par diffusion de la lumière respectivement.
Les essais furent moins fructueux qu’escomptés, mais tout n’est pas perdu : je garde espoir
pour la suite ! Nous avons également amélioré notre compréhension du système grâce aux
discussions, souvent fructueuses, avec (entre autres) Jérôme Combet, Yves Frère, Albert
Johner, Philippe Mésini et Marguerite Barzoukas. Merci à eux d’avoir partagé leurs savoirs.
Enfin, les expériences de diffusion de rayonnement X et neutrons ont été réalisées au
laboratoire Léon Brillouin (Saclay), à l’ESRF (Grenoble) et à l’institut Laue Langevin
(Grenoble). Je tiens donc à remercier nos « local contacts » : François Boué, Theyencheri
Narayanan et Bruno Demé.Je souhaite également remercier les membres du jury qui ont accepté de juger ce travail :
Jean-François Joanny en tant que président, Marguerite Barzoukas, Régine von Klitzing et
Jean-Pierre Travers en tant que rapporteurs et François Boué en tant qu’examinateur.
Les rencontres faites au cours de ces trois années m’ont beaucoup enrichie et ont rendu
la vie quotidienne plus belle. Au sein du personnel de l’ICS, je pense entre autres à Sylvia
(qui m’a fait voyager bien souvent vers le Vietnam), à Marc (Uschumutsu) qui a
constamment été présent, à Roger, notre spécialiste ès-BD parti bien trop tôt, à Catherine et
à Katia pour leurs choix musicaux et cinématographiques, à Alain pour ses conseils avisés.
Les moments passés avec les thésards et post-docs ont souvent été de véritables
bouffées d’oxygène. Merci à Fix qui a accru mes connaissances footballistiques, à Armelle
pour son excentricité et sa gentillesse, à Nawel pour son sourire et les pauses café. Merci à
Maryline pour son soutien lors du JEPO, pour les concerts et pour les pauses thé. Merci à
Maggie pour nos soirées fitness et ses délicieuses recettes. Merci à Shoko pour son
optimisme, son calme et son soutien perpétuel. Merci à Emilie, ma voisine-mais-néanmoins-
amie pour sa présence rassurante et son humour (mais si, Emilie !) ; le nouveau voisinage
va nous paraître bien austère à présent. Enfin, merci à Claudine pour nos discussions sur
des sujets aussi divers que variés, pour nos soirées tranquillou et pour tant d’autres choses
que nous avons partagées.
En dehors du labo, de nombreuses personnes m’ont accompagnée : Carla, Unai, Nadia,
Nadine et Rémi, Rachel, Nico, Anne-Laure et Christophe. De près ou de loin, leurs mots
gentils ont été de merveilleux réconforts. Je n’oublie pas non plus Marie, Caro et Matthieu
(et petit bout !) et bien sûr Maya. Les mots me manquent, mais dans tous les cas, votre
présence a été essentielle à mon équilibre. Vos conseils m’ont permis de souvent voir les
choses plus sereinement.
Je voudrais de tout cœur remercier ma famille, au sens le plus large du terme
(alsacienne, francomtoise et castelroussine), qui a toujours été présente. Je pense tout
particulièrement à mes grands-parents (Brebotte, Guebwiller et Pochat) qui m’ont toujours
acceptée comme je suis et m’ont appris tant de choses essentielles.
Mes parents sont à l’origine de tout ce que je suis, leur confiance et leur amour a toujours
éclairé et guidé mes pas : merci. Thibaud, par son calme et sa détermination, a été et reste
un exemple et un repère. La valeur n’attend décidément pas le nombre des années.
Enfin, last but certainly not least, Julien est ma lumière. Il a cru en moi, me rend plus forte
et me donne envie de continuer. Tant de choses à faire, tant de choses à découvrir encore.
Ensemble.Sommaire
Introduction
ère
1 partie :
Synthèse et caractérisation
CHAPITRE 1 : SYNTHÈSE & CARACTÉRISATION DE P3TAA
1. Introduction à la chimie du polythiophène 7
1.1. Régiorégularité 7
1.2. Méthodes de synthèse 8
2. Synthèse du Poly(Thiophène 3-Acétate de Méthyle) 13
2.1. Introduction – travaux préliminaires 13
2.2. Optimisation des conditions opératoires 14
2.3. Cinétique de la polymérisation 16
2.4. Reproductibilité de la synthèse 22
2.5. Traitement des échantillons et caractérisation 23
3. Synthèse du Poly(Thiophène-3-Acétate d’Hexyle) 31
3.1. Étude de la réaction d’activation 31
3.2. Étude de la polymérisation 33
3.3. Caractérisation des polymères 36
4. Saponification 37
4.1. Étude de la saponification 37
4.2. Mode opératoire 39
4.3. Dialyse 40
4.4. Caractérisation 40
5. Conclusions 44
6. Références bibliographiques 45
ème
2 partie :
Étude des solutions de P3TAA en régime hydrophile
CHAPITRE 2 : STRUCTURE MOLÉCULAIRE DES SOLUTIONS DE P3TNAA
1. Rappels 49
1.1. Interaction électrostatique 49
1.2. Chaîne isolée 50
1.3. Les solutions réelles 55
1.4. De la théorie aux preuves expérimentales 57
2. Méthodes de préparation des échantillons 65
2.1. Remontées aux petits angles et homogénéité des solutions 65
2.2. Choix d’une méthode de préparation 67
3. Solutions en absence de sel ajouté 71
3.1. Fonction de structure totale 71
3.2. Proportion d’hétérogénéités en solution 74
3.3. Position du maximum des fonctions de structure 75
3.4. Comparaison SAXS et SANS 80
3.5. Courbe universelle 81
4. Solution en présence de sel ajouté 83
4.1. Ajout d’un sel monovalent : NaCl 83
4.2. Ajout d’un sel divalent : CaCl 882
5. Conclusions 93
6. Références bibliographiques 94