L’obtention d'un contrôle précis sur l'interaction entre les distinctes interactions faibles parmi les blocs de construction moléculaires à travers un design supramoléculaire permet la production de nanomatériaux auto-assemblées. Il s'agit de l’accès des chimistes « bottom-up» en matière de nanoscience et nanotechnologie. L'expansion d'une telle stratégie à partir de tectons bien définis fournit des solutions en vue de la fabrication de nanoarchitectures 1D, 2D et 3D avec des propriétés ajustables à volonté. Bien que l'utilisation des forces faibles à contrôler l'auto-assemblage aie déjà attiré une grande attention, nombreux sont les défis qui restent ouverts dans ce domaine. Entre autres, nous avons concentré notre attention dans le cadre de cette thèse sur trois aspects principaux:
- Le contrôle de l'auto-assemblage 2D, surtout orienté vers l’obtention d'un contrôle subtil du positionnement des unités fonctionnelles et de leur organisation, soit par rapport à le substrat, ou à les distances relatives et orientations des blocs de construction.
- Élargissement de l’ auto-assemblage 2D à la troisième dimension, c'est à dire la construction d’une architecture programmée, couche par couche, d'une façon rigidement contrôlée;
- Réactivité à la surface, qui, en dehors de l’attrait d’un point de vue industriel dans le développement de nouveaux catalyseur plus efficace, peut ouvrir la voie vers la synthèse de polymères conjugués 2D.
Trois thèmes complémentaires, constituant l'épine dorsale de ce travail de thèse, ont été traités par la combinaison de différentes méthodes physico-chimiques, incluant la microscopie à effet tunnel, la modélisation moléculaire, de relayer sur le développement instrumental et le logiciel, respectivement. La microscopie à effet tunnel est un outil puissant d’observation des phénomènes nanométriques alors que par le biais de simulations il serait possible de parvenir à une compréhension précise et de définir les principes de conception. Le premier objectif de ce travail de thèse a été la réalisation d'un contrôle sur les forces qui régissent l’auto-assemblage bi-dimensionnel de différents éléments constitutifs; Différents systèmes ont donc été considérés, allant de synthons disponibles dans le commerce, à de rares blocs de construction personnalisés. La microscopie à effet tunnel a été utilisé pour explorer l'auto-assemblage de la première génération de dendrimères sur graphite à l'interface solide-liquide, offrant un aperçu direct sur l'effet sur les interactions supramoléculaires. Une attention particulière a également été accordée à l'étude de la concurrence entre les différents adsorbats - un polyol aromatique et une bipyridyn-pyrimidin-amine, et à la modification des motifs d’emballage lors de l'addition de sels de différents métaux, in situ, comme dans le cas d'un tecton porphyrinique fonctionnalisé. En s'appuyant sur une telle connaissance de l'auto-assemblage 2D, nous avons étendu l'ordre à l'interface solide-liquide à la troisième dimension. Cela a été accompli en concevant un bloc hétéro-aromatique tétracarboxylique acide qui est capable de former une structure bi-couches autodirigée. [...] / Achieving a subtle control over the interplay between various distinct weak interactions between molecular building blocks through a supramolecular design makes it possible the production of self-assembled nanomaterials. This is the chemists “bottom-up” approach to nanoscience and nanotechnology. Such a strategy when applied on programmed tectons provides access towards the fabrication of 1D, 2D and 3D nanoarchitectures with properties at will. Although the use of weak forces to control self-assembly attracted already a great attention1, many are the challenges which are still open in the field. In the framework of this thesis we have focused our attention to three main aspects: Control over 2D self-assembly, especially addressed to achieving a subtle control over the positioning of functional units and their organization, either with respect the substrate, or with respect to neighboring molecules.Expanding the 2D self-assembly to the third dimension, i.e. growing programmed architectures, layer by layer, in a rigidly restrained fashion; Reactivity on the surface, which besides the industrial appeal in the development of new more efficient catalyst, may pave the road towards the synthesis of 2D-conjugated thus (semi)conducting polymers as synthetic graphene-like alternatives. Three complementary topics, constituting the backbone of this thesis work, have been addressed by combining different physico-chemical methods including Scanning Tunneling Microscopy (STM), Molecular modeling relaying on instrumental and software development, respectively. Scanning tunneling Microscopy is a powerful tool to monitor nanoscale phenomena whereas through Simulations one could attain a precise understanding and define design principles.The first objective of this thesis work was to achieve a control over the forces governing the bi-dimensional self-assembly of different building blocks at surfaces and interfaces. To this end, different systems were considered, ranging from commercially available synthons, to most rare custom made building blocks. STM was employed to explore the self-assembly of the first generation of dendrimers on graphite at the solid-liquid interface2, providing direct insight into the effect on the supramolecular interactions. Particular attention was also paid to the study of the competition between different adsorbates – an aromatic polyol and a bypiridyn-pirimidin-amine, and to the modification of packing patterns upon addition of different metal salts, in-situ, as in the case of a functionalized porphyrinic tecton . Building up on such a knowledge on 2D self-assembly, we have extended to order at the solid-liquid interface to the third dimension. This was accomplished by designing and investigating a hetero-aromatic tetracarboxylic acid building block which was found to form a self-templated bi-layered structure3. The unique design principle relies on the presence of four carbonyl moieties inside the conjugated core which we were found playing different roles: (i) they represent ‘‘primary’’ recognition sites on the molecular building blocks, to promote the self-assembly into 2D porous layers, (ii) they offer a fine control of their conformational planarity, which confers the self- templating capacity, and (iii) they introduce secondary recognition sites, which mediate the interactions between the self- assembled layers. The capacity of forming 2D supramolecular architectures is a prerequisite towards their use for exploring surface reactions, thereby forming frameworks, where the weak forces responsible for the self-assembly are substituted with covalent bonds or strong metallo-ligand links, aiming to obtain infinite two dimensional conjugate network, which will likely cover a key role in the next generation of electronic materials.[...]

L'utilisation d'appareils électroniques est en constante évolution et s'adapte sans cesse aux besoins des consommateurs. Dans le domaine agroalimentaire, ce besoin concerne, entre autres, le développement d'emballages intelligents capables de maintenir l'intégrité des produits de consommation tout au long de la chaîne de froid. C'est pourquoi il y a un intérêt à livrer un dispositif léger, flexible et abordable, capable de détecter des facteurs problématiques à la chaîne de froid. Il est important que ce dispositif contienne un circuit électronique permettant de signaler tous problèmes dans le but de prévenir des dommages irréparables aux produits de consommation. Ce projet de maîtrise porte ainsi sur le développement d'une nouvelle génération de polymères conducteurs autodopés pouvant remplacer les composantes métalliques dans les circuits électroniques imprimés destinés aux emballages intelligents. En ce moment, un inconvénient majeur lié à l'utilisation de plus en plus répandue de l'électronique imprimée est que les matériaux conducteurs utilisés pour ce genre d'applications sont souvent des métaux coûteux, comme l'argent, qui génèrent des déchets polluants à la fin du cycle de vie des dispositifs. Une alternative intéressante pour remplacer les conducteurs métalliques est d'utiliser des polymères conducteurs. C'est pourquoi ce projet de maîtrise se penche sur la synthèse de polymères conducteurs autodopés. Pourquoi autodopés? Parce que l'état de l'art dans le domaine des polymères conducteurs, à l'heure actuelle, est une matrice de deux polymères, soit le poly(3,4- éthylènedioxythiophène) (PEDOT) et le polystyrène sulfonate (PSS). Même si le PSS est nécessaire à la dispersion aqueuse du PEDOT, celui-ci est responsable d'une baisse significative de la conductivité du matériau. Des polymères autodopés par voie acide seraient donc intéressants à étudier dans le but de s'affranchir du PSS et ainsi maximiser les conductivités obtenues et faciliter la mise en œuvre de ces polymères. / The use of electronic devices is constantly evolving and adapting to consumer needs. In the food industry, this need concerns, among other things, the development of intelligent packaging capable of maintaining the integrity of consumer products throughout the cold chain. This is why there is an interest in delivering a lightweight, flexible and affordable device capable of detecting problematic factors in the cold chain. It is important that this device contains an electronic circuit that can signal any problems in order to prevent irreparable damage to consumer products. This master's project is therefore focused on the development of a new generation of self-doped conductive polymers that can replace metallic components in printed electronic circuits for smart packaging. A major disadvantage of the increasing use of printed electronics is that the conductive materials used for such applications are often expensive metals, such as silver, which generate polluting waste at the end of the devices' life cycle. An interesting alternative to replace metallic conductors is the use of conductive polymers. That is why this master's project is looking at the synthesis of self-doped conductive polymers. Why self-doped? Because the current state of the art in the field of conductive polymers is a matrix of two polymers, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and polystyrene sulfonate (PSS). Although PSS is essential for the aqueous dispersion of PEDOT, it is responsible for a significant decrease in the conductivity of the material. Acid self-doped polymers would therefore be interesting to study in order to free themselves from PSS and thus maximize the conductivities obtained and facilitate the processing of these polymers.

Cette thèse est dédiée à la modélisation et à la compréhension du fonctionnement de dispositifs organiques et plus particulièrement des diodes organiques. Tout d'abord, nous avons modélisé et analysé les caractéristiques courant-tension en mode statique de dispositifs planaire (diodes) ou longitudinaux (barreaux résistifs) à base de TIPS-pentacene. Nous avons pu ainsi expliquer l'origine du redressement en courant pour ce type de dispositifs à base de semi-conducteur non-dopé. L'aspect dynamique a ensuite été pris en compte, avec la proposition d'un modèle numérique et d'un modèle analytique simplifié du comportement en temporel de la diode, ce qui a permis de déterminer quels sont les paramètres physiques impactant la fréquence de coupure. Enfin, compte tenu de l'intérêt grandissant des photodiodes organiques, nous nous intéresserons également dans la dernière partie à la modélisation de la diode sous flux lumineux, pour des applications en tant que cellules solaire ou des photodétecteurs. Nous étudierons dans cette dernière partie l'impact des paramètres électriques et optiques du dispositif (épaisseur, mobilité, taux de dissociation des excitons, indice optique, etc.) sur les courants d'obscurité et sous illumination, et donc les rendements de conversion. / This report is dedicated to the modelling and understanding of organic devices functionement and more particularly to organic diodes. First, we modelled and analysed I-V caracterisations of planar (diodes) and longitudinal (resistive sticks) devices made with TIPS-pentacene. We could explain the reason of the rectifying behavior of devices based on undoped semiconductor. The dynamic aspect was then analysed with the help of a numerical model which was simplifyed in a semi-analytical one. This allowed us to find parameters who have an impact on the cutoff frequency. Finally, as there is a growing interest on organic photodiodes whose applications are organic photodetectors or solar cells, we modellised, in the last part, the impact of light on the functionnement of organic diodes. We studyed the impact of both electrical parameters and optical ones (thicknesses, mobility, dissociations rate of excitons, optical indexes, etc...) on dark current and under illumination.

Dans les dernières décennies, la consommation d’énergie se voit croître parallèlement à la diminution des combustibles fossiles. Pour contrer cette problématique, nous tentons de converger vers des procédés énergétiques impliquant des ressources d’énergie renouvelable. Dans cette optique, l’énergie solaire se voit largement étudiée afin d’accroître la performance de cette technologie prometteuse. Ainsi, dans les dernières années, les polymères conjugués ont été étudiés à travers le monde compte tenu de leur potentiel dans des dispositifs organiques. Parmi l’éventail de composés proposés, l’unité thiéno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione (TPD) est un choix intéressant considérant ses propriétés électro-optiques remarquables. Cette unité sera au cœur du présent mémoire qui se divise en cinq chapitres. Pour débuter, la première partie abordera l’introduction des travaux effectués. Ensuite, le second chapitre portera sur les méthodes de caractérisations utilisées. Puis, les recherches effectuées se diviseront en deux sections. Dans un premier temps, le chapitre 3 présentera une étude sur les méthodes de polymérisation impliquant l’unité TPD. Parmi ces méthodes, la polymérisation par hétéroarylation directe, très avantageuse au niveau industriel, sera analysée. Par la suite, le chapitre 4 traitera d’une nouvelle unité de TPD engendrant des modifications sur les propriétés électro-optiques. En effet, l’ajout d’une fonctionnalité carbonyle sur l’unité de TPD aura un impact important sur les performances des polymères résultants. Finalement, le tout se terminera avec une conclusion et les travaux futurs.

Titre de l'écran-titre (visionné le 26 octobre 2023) / Afin de pallier la demande énergétique mondiale en pleine expansion, de nouvelles technologies de production d'énergies renouvelables doivent être mises de l'avant. L'exploitation de l'énergie solaire de manière plus efficace permettrait de résoudre cette demande en augmentation. Afin de collecter l'énergie solaire, des cellules solaires sont utilisées. Traditionnellement, elles sont composées de silicium. Un autre type de cellules solaires, les cellules solaires organiques (CSO), permettent d'être mieux mises en œuvre grâce à leur capacité d'être imprimées sur des substrats flexibles. Cela permet alors de les intégrer facilement dans des systèmes portatifs. Les matériaux organiques dans les CSO permettant la génération d'un courant sont des semi-conducteurs, de type p et de type n. Entre 2000 et 2015, les matériaux de type p sont majoritairement des polymères π-conjugués et ceux de type n sont principalement des dérivés du fullerène. Cependant, depuis 2015, un fort intérêt est apparu pour les accepteurs d'électrons sans fullerène (NFA) qui, en CSO, présentent de meilleures performances que les CSO faites à partir du fullerène. Ces performances accrues sont le fruit d'une augmentation du courant généré par la CSO grâce à la contribution significative du NFA dans l'absorption de la lumière. Afin de maximiser les performances des CSO, une nouvelle gamme de NFA absorbant à de plus grandes longueurs d'onde (faible largeur de bande interdite) fait l'objet d'intenses recherches. Ce projet de maîtrise se concentre sur la conception de deux nouveaux NFA à faible largeur de bande interdite. Des calculs théoriques ont d'abord permis de déterminer les structures de molécules qui présentent un bon potentiel en CSO. Afin de garder une structure de NFA ayant de bonnes propriétés électroniques, les deux nouveaux NFA étudiés comportent un cœur semblable aux NFA déjà connus et de nouveaux groupements terminaux. La majeure partie du travail effectué se concentre sur leur synthèse. / The world energy demand is on full expansion and new technologies to produce renewable energy must be promoted. The efficient exploitation of solar energy might resolve this increase of consumption. To collect energy from the Sun, solar cells can be used. Traditionally, they are constituted of silicon. However, organic solar cells (OSCs) are another type of solar cells that can be more easily implemented by their possibility to be printed by traditional techniques. Also, they can be printed on flexible substrates which make them useable in portative equipment. Materials used in OSCs to generate electricity are p-type and n-type semiconductors. Between the years 2000 and 2015, p-type materials are principally π-conjugated polymers and n-type materials are mainly fullerene derivatives. However, since 2015, a huge interest in non fullerene acceptors (NFA) has been shown because better performances are achievable using NFAs. This new technology allows the better generation of current by the significative participation of the n-type material in the absorption of light. To improve more the efficiency of OSCs, a new family of NFAs which absorbs in higher wavelengths (low bandgap) is the object of intense studies. This master's project focuses on the conception of two new NFAs which absorb in the near infrared. Theoretical calculations were made to determine molecules that shows a good potential in OSCs. To keep good electronical properties in the two new NFAs, the have an identical core of already published high performant NFAs and new end-groups. The work done in this master's degree focuses on the synthesis of these two new end-groups.

Depuis maintenant quelques années, les polymères conjugués ont suscité l’intérêt de la communauté scientifique en vertu de leurs propriétés semi-conductrices intéressantes. Récemment, les copolymères de thiéno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione (TPD) ont démontré des propriétés optiques et électroniques surprenantes. Ainsi, une partie de cette recherche traite de l’amélioration de ces copolymères par la substitution de l’atome de soufre du TPD par un atome d’oxygène ou de sélénium. Ce mémoire est divisé en cinq chapitres. Le premier offre une introduction générale du champ de recherche présentant les enjeux et mettant en contexte les objectifs principaux du projet. Les deuxième et troisième chapitres présentent quant à eux la synthèse des comonomères et copolymères modifiés relativement au TPD tandis que la caractérisation des copolymères est abordée au chapitre quatre. Finalement, un retour sur les travaux ainsi que les perspectives de ce projet se retrouvent au chapitre cinq. / Depuis maintenant quelques années, les polymères conjugués ont suscité l’intérêt de la communauté scientifique en vertu de leurs propriétés semi-conductrices intéressantes. Récemment, les copolymères de thiéno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione (TPD) ont démontré des propriétés optiques et électroniques surprenantes. Ainsi, une partie de cette recherche traite de l’amélioration de ces copolymères par la substitution de l’atome de soufre du TPD par un atome d’oxygène ou de sélénium. Ce mémoire est divisé en cinq chapitres. Le premier offre une introduction générale du champ de recherche présentant les enjeux et mettant en contexte les objectifs principaux du projet. Les deuxième et troisième chapitres présentent quant à eux la synthèse des comonomères et copolymères modifiés relativement au TPD tandis que la caractérisation des copolymères est abordée au chapitre quatre. Finalement, un retour sur les travaux ainsi que les perspectives de ce projet se retrouvent au chapitre cinq.

Les trois dernières décennies ont vu l’émergence de l’électronique organique ainsi que son établissement en tant que domaine scientifique interdisciplinaire et dans notre vie quotidienne. On dénombre actuellement deux défis scientifiques majeurs dans ce domaine. Le premier est de s’attacher à augmenter l’efficacité des dispositifs par l’utilisation de nouveaux matériaux, plutôt le deuxième consiste en l’intégration de fonctionnalités multiples un seul dispositif. Atteindre ces objectifs nécessite la compréhension des mécanismes fondamentaux de la physico-chimie, gouvernants les propriétés de base de l’électronique organique tels l’injection ou le transfert de charge et le transport. Ces travaux de thèse rapport le développement de systèmes complexes, auto assemblés, dont les propriétés électriques et optiques au sein de dispositifs organo-électroniques peuvent être modulées en réponse aux stimuli extérieurs. Ce but a été obtenu par le développement des briques élémentaires et par l’étude de leurs propriétés physico-chimiques afin de modéliser tous les mécanismes impliqués. / In the last three decades Organic Electronics emerged and established itself as an interdisciplinary field of science and as part of our daily life. Presently, the greatest scientific challenges in this field of research are two: the former relies on the improvement of devices efficiency which can be accomplished by using new materials, whereas the latter consist in the integration of multiple functionalities in a single device. To accomplish these goals one needs to develop a deep understanding on the fundamental physical-chemistry ruling the properties which are on the basis of organic electronics such as charge injection, charge transfer and transport. This PhD project reports the developing of efficient multicomponent electroactive self-assembled systems whose electro- and optical properties can be modulated, in devices, as a response to multiple external and independent stimuli. This goal has been achieved by engineering of the proper building blocks and the study of the the physico-chemical properties to be able to model all the mechanisms involved.

L'obtention d'un contrôle précis sur l'interaction entre les distinctes interactions faibles parmi les blocs de construction moléculaires à travers un design supramoléculaire permet la production de nanomatériaux auto-assemblées. Il s'agit de l'accès des chimistes " bottom-up" en matière de nanoscience et nanotechnologie. L'expansion d'une telle stratégie à partir de tectons bien définis fournit des solutions en vue de la fabrication de nanoarchitectures 1D, 2D et 3D avec des propriétés ajustables à volonté. Bien que l'utilisation des forces faibles à contrôler l'auto-assemblage aie déjà attiré une grande attention, nombreux sont les défis qui restent ouverts dans ce domaine. Entre autres, nous avons concentré notre attention dans le cadre de cette thèse sur trois aspects principaux:
- Le contrôle de l'auto-assemblage 2D, surtout orienté vers l'obtention d'un contrôle subtil du positionnement des unités fonctionnelles et de leur organisation, soit par rapport à le substrat, ou à les distances relatives et orientations des blocs de construction.
- Élargissement de l' auto-assemblage 2D à la troisième dimension, c'est à dire la construction d'une architecture programmée, couche par couche, d'une façon rigidement contrôlée;
- Réactivité à la surface, qui, en dehors de l'attrait d'un point de vue industriel dans le développement de nouveaux catalyseur plus efficace, peut ouvrir la voie vers la synthèse de polymères conjugués 2D.
Trois thèmes complémentaires, constituant l'épine dorsale de ce travail de thèse, ont été traités par la combinaison de différentes méthodes physico-chimiques, incluant la microscopie à effet tunnel, la modélisation moléculaire, de relayer sur le développement instrumental et le logiciel, respectivement. La microscopie à effet tunnel est un outil puissant d'observation des phénomènes nanométriques alors que par le biais de simulations il serait possible de parvenir à une compréhension précise et de définir les principes de conception. Le premier objectif de ce travail de thèse a été la réalisation d'un contrôle sur les forces qui régissent l'auto-assemblage bi-dimensionnel de différents éléments constitutifs; Différents systèmes ont donc été considérés, allant de synthons disponibles dans le commerce, à de rares blocs de construction personnalisés. La microscopie à effet tunnel a été utilisé pour explorer l'auto-assemblage de la première génération de dendrimères sur graphite à l'interface solide-liquide, offrant un aperçu direct sur l'effet sur les interactions supramoléculaires. Une attention particulière a également été accordée à l'étude de la concurrence entre les différents adsorbats - un polyol aromatique et une bipyridyn-pyrimidin-amine, et à la modification des motifs d'emballage lors de l'addition de sels de différents métaux, in situ, comme dans le cas d'un tecton porphyrinique fonctionnalisé. En s'appuyant sur une telle connaissance de l'auto-assemblage 2D, nous avons étendu l'ordre à l'interface solide-liquide à la troisième dimension. Cela a été accompli en concevant un bloc hétéro-aromatique tétracarboxylique acide qui est capable de former une structure bi-couches autodirigée. [...]

L’électronique organique suscite un intérêt grandissant en recherche grâce aux nouvelles possibilités qu’elle offre pour faciliter l’intégration de dispositifs électroniques dans nos vies. Grâce à elle, il est possible d’envisager des produits légers, flexibles et peu coûteux à produire. Les classes majeures de dispositifs étudiées sont les cellules photovoltaïques organiques (CPO) et les transistors organiques à effet de champ (TOEC). Dans les dernières années, une attention particulière a été portée sur les méthodes de polymérisation des matériaux organiques entrant dans la fabrication de ces dispositifs. La polymérisation par (hétéro)arylation directe (PHAD) catalysée au Pd offre une synthèse sans dérivé organométallique utilisant simplement un lien C-H aromatique, ce qui facilite la purification, diminue le nombre d’étapes et rend possible la production de matériaux à plus faible coût. De plus, la PHAD permet la préparation de matériaux qui était difficile, voire impossible, à obtenir auparavant. Cependant, l’inconvénient majeur de la PHAD reste sa limitation à certaines classes de polymères possédant des monomères ayant des positions bloquées favorisant qu’une seule paire de liaisons C-H. Dans le cadre de ces travaux de doctorat, l’objectif général est d’étudier la polymérisation par PHAD afin d’accéder à des classes de monomères qui n’étaient pas envisageables auparavant et à étendre l’application de cet outil dans le domaine des polymères conjugués. Plus spécifiquement, nous avons étudié l’utilisation de groupements protecteurs et partants sur des unités de benzodithiophènes et de bithiophène-silylés. Suivant ces résultats, nos travaux ont porté sur la polymérisation de dérivés de bithiophènes avec des bromo(aryle)s, une classe de polymères fréquemment utilisée en électronique organique mais qui était jugée impossible à polymériser par PHAD auparavant. Cette étude a montré l’importance de contrôler la PHAD afin d’obtenir le polymère souhaité. Finalement, nous avons étudié l’effet du système catalytique sur le taux de β−ramifications lors de la synthèse de polymères à base de thiophènes. Dans cette dernière étude, nous avons démontré l’importance d’utiliser des outils de caractérisation adéquats afin de confirmer la qualité des polymères obtenus. / Organic electronics is growing interest thanks to new possibilities it offers to facilitate the integration of electronic devices in our lives. With this new technology, we can consider novel products that are light, flexible, and inexpensive to produce. The three major classes of studied devices are organic photovoltaic cells (OPV) and organic field effect transistors (OFET).In recent years, particular attention has been paid to the method of preparation of the organic materials used in the fabrication of these devices. The polymerization by direct (hetero)arylation (DHAP) catalyzed by Pd is a powerful new tool that meets the needs of the area. DHAP provides a synthesis without organometallic derivative, which facilitates purification and reduces the number of steps and materials which makes possible the production at a lower cost. In addition, the PHAD allows the preparation of materials that were difficult or impossible to obtain before. However, the major drawback of the DHAP was its restriction to only certain classes of compounds. In this thesis, the project consists of studying the DHAP polymerization to open it to new classes of derivatives and expand its application in the field of organic electronics. First, the use of protecting groups and removable groups was studied on benzodithiophene and bithiophene-TMS units. Following these results, our work focused on the importance of controlling the polymerization when it is applied to the large polymer family of bromo(aryl)s with bithiophenes. This study has shown the importance of controlling the PHAD to obtain the desired polymer Finally, we studied the effect of the catalyst system to limit the β defects on polymers based of thiophene. We emphasis on the importance of using appropriate characterization tools to confirm the quality of the polymers obtained.

342751\u Comparativement à leur analogue à base de silicium, les cellules solaires organiques qui sont à base de polymères semi-conducteurs ont pour avantages de pouvoir être produites à plus faible coût, d’être plus légères, d’être flexibles et de pouvoir être mises en œuvre sous forme d’encre. De plus, lorsqu’un copolymère ayant de bonnes propriétés est obtenu, celuici peut ensuite être optimisé par modification chimique des monomères afin de combler ses lacunes. Ainsi, une méthode de plus en plus répandue et présentant de nombreux avantages consiste en l’incorporation d’atomes de fluor au sein des monomères composant le polymère. En effet, il a été démontré à maintes reprises que l’incorporation d’atomes de fluor a pour effet d’améliorer l’efficacité de conversion de la lumière en courant électrique via différents mécanismes tel que la stabilisation des orbitales moléculaires et la meilleure organisation à l’état solide des chaînes polymères. En ce sens, nous avons décidé d’entreprendre la synthèse de nouveaux monomères fluorés à base de thiophène afin d’étudier l’influence du nombre et de la position des atomes de fluor sur les propriétés physiques et optoélectroniques de polymères ainsi que sur la polymérisation par (hétéro)arylation directe (PHAD). Différents nouveaux dérivés de thiophène monofluorés ont donc été synthétisés permettant alors la préparation de nouveaux monomères conjugués inspirés d’une unité très étudiée dans le domaine de l’électronique organique, soit le 4,7-bis(thiophèn-2-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole (DTBT). Ensuite, les différents monomères de DTBT fluorés ont été copolymérisés par PHAD avec le 1,4dibromo-2,5-bis(alkoxy)phénylène. La présence d’atomes de fluor s’est révélée très bénéfique à la PHAD puisque des temps de polymérisation beaucoup plus courts ainsi que de meilleures masses molaires ont été obtenus pour les monomères comportant un atome de fluor à la position adjacente au site de polymérisation. Finalement, la caractérisation des propriétés physiques, thermiques et optoélectroniques a permis de démontrer que la position et le nombre d’atomes de fluor jouent effectivement un rôle important dans la préparation de polymères conjugués aux propriétés améliorées pour des applications en électronique organique.