Le limonène a été souligné comme molécule clé pour le développement de polymères biosourcés comme alternative aux monomères classiques provenant de sources pétrolières, mais la polymérisation directe de celui-ci conduit à des plastiques de basse qualité. Cependant, ses produits d’époxydation tels que le 1,2-oxyde de limonène et le dioxyde de limonène sont essentiels pour la production de polycarbonates verts et de polyuréthanes sans l’utilisation d’isocyanate et par conséquent la production de ces deux molécules devient un enjeu majeur. Tout d’abord, l’époxydation du limonène a été effectuée en présence d’un catalyseur au titane de basse coordination supporté sur une silice mésoporeuse de type SBA-16 en présence de TBHP dans le décane comme agent oxydant. La conversion en limonène a été de 80% avec une sélectivité en 1,2-oxyde de limonène de 79% ainsi que de 21% en 8,9-oxyde de limonène après 24 h de temps de réaction. Les conditions réactionnelles ont été optimisées et la réaction doit être effectuée en présence de 300 mg du catalyseur à 75oC dans l’acétonitrile comme solvant avec un rapport molaire TBHP/limonène de 11/6,2. Toutefois, l’utilisation d’un catalyseur au titane supporté sur une silice mésoporeuse s'est avérée inefficace pour la double époxydation du limonène en dioxyde de limonène. Différentes alternatives ont été considérées afin de produire cette molécule. Une approche relativement verte consiste à effectuer la double époxyadtion dans des conditions semi-continues en employant le DMDO généré in situ par la réaction de l’acétone avec une solution aqueuse d’Oxone® à température ambiante. Deux méthodes ont été étudiées et comparées. Tout d’abord la réaction a été effectuée dans un système biphasique conventionnel eau-solvant organique à température ambiante. L’acétate d’éthyle a été employé comme phase organique dans cette étude. La conversion obtenue dans ces conditions a été de 95% avec un rendement de 33% pour le dioxyde de limonène. Lorsque cette même réaction a été effectuée en excès d’acétone, la conversion obtenue a été de 100% et un rendement de 97% en dioxyde de limonène en seulement 1,5h. Les conditions de la réaction ont été optimisées. La réaction doit être effectuée avec un débit de solution aqueuse d’Oxone® de 4 mL min-1 et un excès stoechiométrique de 33% avec un temps de réaction de 45 min à température ambiante. Le caractère multiphasique de la réaction d’époxydation du limonène entraîne des limitations du transfert de matière du DMDO de la phase aqueuse à la phase acétone. Pour pallier ce problème, les ultrasons ont été employés afin d’accélérer ce processus de transfert de matière et réduire le temps de la réaction. La double époxydation du limonène en présence d’ultrasons avec une puissance nominale de 50W a permis d’obtenir un rendement de 100% en dioxyde de limonène avec un temps de réaction de seulement 4,5 min à température ambiante. À partir de ces résultats, d’autres terpènes ont aussi été époxydés afin de généraliser la technique. Les deux isomères du pinène ont été convertis à 100% en leur époxyde respectif en seulement 4 min. Le farnésol, un tri-alcène, a lui été converti à 100% en tri-époxyde de farnésol en 8 min. Le carvéol, un dérivé du limonène a été converti à 100% après 5 min de temps de réaction. Le rendement en diépoxyde était supérieur à 95%. Les sous-produits de la réaction consistaient aux deux monoépoxydes du carvéol et la présence de carvone a aussi été détectée. Le carvone, un autre dérivé du limonène a lui aussi été converti à 100% après 5 min de temps de réaction, seulement le 7,8-époxyde carvone, un monoépoxyde, a été produit / Limonene has been highlighted as a key molecule for the development of bio-based polymers as an alternative to conventional monomers from petroleum sources, but the direct polymerization of this leads to low quality plastics. However, its epoxidation products such as 1,2-limonene oxide and limonene dioxide are essential to produce green polycarbonates and polyurethanes without the use of isocyanate, therefore the production of these two molecules becomes a major issue. First, the epoxidation of limonene was carried out using low coordination titanium catalyst supported on a SBA-16 mesoporous silica in the presence of TBHP in the decane as oxidizing agent. The conversion to limonene was 80% with a selectivity of 79% 1,2-oxide of limonene and 21% of 8,9-limonene oxide after 24 hours of reaction time. The reaction conditions were optimized, and the reaction should be carried out in the presence of 300 mg of the catalyst at 75 ° C in acetonitrile as solvent with a molar ratio TBHP / limonene of 11 / 6.2. However, the use of a titanium catalyst supported on a mesoporous silica has proved ineffective for the double epoxidation of limonene to limonene dioxide. Different alternatives have been considered in order to produce this molecule. A relatively green approach is to perform the double epoxydation under semi-continuous conditions using DMDO generated in situ by the reaction of acetone with an aqueous solution of Oxone® at room temperature. Two methods have been studied and compared. First, the reaction was carried out in a conventional biphasic water-organic solvent system phase at room temperature. Ethyl acetate was used as the organic phase. The conversion obtained under these conditions was 95% with a yield of 33% for limonene dioxide. When the same reaction was carried out in excess of acetone, the obtained conversion of limonene was 100% leading to 97% of limonene dioxide in only 1.5 hours. The conditions of the reaction have been optimized. The reaction must be carried out with a flow rate of Oxone® aqueous solution of 4 mL min-1 and a stoichiometric excess of 33% with a reaction time of 45 min at room temperature. On the other hand, the multiphasic nature of this reaction causes limitations in the mass transfer of DMDO from the aqueous phase to the acetone phase. Ultrasound has been used to accelerate the mass transfer. process of DMDO and thereby reduce the reaction time. The double epoxidation of limonene in the presence of ultrasound with a nominal power of 50W achieved a yield of 100% of limonene dioxide with a reaction time of only 4.5 min at room temperature. From these results, other terpenes have also been epoxidized to generalize the technique. Both isomers of pinene were converted to 100% in their respective epoxide in just 4 min. Farnesol, a tri-alkene, has been converted to 100% farnesol tri-epoxide in 8 min. Carveol, a derivative of limonene was converted to 100% after 5 min of reaction time. The diepoxide yield was higher than 95%. The by-products of the reaction consisted of both carveol monoepoxide and the presence of carvone was also detected. Carvone, another derivative of limonene, was also converted to 100% after 5 min of reaction time. Only 7,8-epoxide carvone, a monoepoxide, was produced.

La technique des goujons collés dans les structures bois allie performances mécaniques et esthétisme. Elle répond au besoin de conservation du bâti pour le domaine de la rénovation et au besoin d’assemblages de plus en plus rigides et résistants en construction neuve avec l’avènement des structures bois de grandes ampleurs et l’arrivée de nouveaux produits tels que le bois lamellé croisé (CLT). De nombreuses études de caractérisation mécanique ont été menées au cours de ces 35 dernières années. L’enquête menée auprès des professionnels et experts en vue de l’introduction de cette technique dans l’Eurocode 5 a néanmoins révélé des attentes et lacunes particulières vis-à-vis des connaissances sur le comportement des assemblages multi-tiges, le choix des adhésifs, le comportement à long terme du collage et les techniques de contrôle qualité. Les travaux de cette thèse, menés en collaboration entre l’université de Bordeaux et l’Université Laval (Québec, Canada), ont pour objectif d’apporter des réponses sur le comportement mécanique des adhésifs, et assemblages sous sollicitation thermique et d’initier les développements sur le comportement à long terme et les assemblages multi-tiges. Les principaux résultats sont issus de travaux expérimentaux et numériques valorisés sous la forme d’articles scientifiques. Les essais mécaniques dynamiques menés sur une colle polyuréthane (PUR) et une résine époxy (EPX) entre 30°C et 120°C mettent en avant des différences importantes de raideur et de dégradations entre les deux adhésifs. Exposés à la chaleur, les assemblages sont eux aussi affectés avec des pertes de raideur et de résistance dès 40°C, en amont de la température de transition vitreuse et de la dégradation des adhésifs. Amené à suivre le régime de température extérieur, l’assemblage doit par sa conception être isolé afin de prévenir les risques aux états limites de service (ELS) et aux états limites ultimes (ELU). Très peu de données sont disponibles dans la littérature sur le comportement à long terme des assemblages goujons collés. L’étude du fluage ajoute une dimension temporelle aux problématiques de raideur. La base de données expérimentales collectée dans ces travaux repose sur 12 campagnes d’essais de 1 à 2 mois en conditions climatiques régulées en température et humidité relative, ou variables (service classe 1). Chargement et climat influent sur le glissement, mais aussi sur la durée de vie. Si des disparités sont présentes entre EPX et PUR, les études menées à 20°C et 50°C révèlent à nouveau l’importance de prendre en considération la température, notamment aux ELS. L’étude en régime variable illustre de son côté la sensibilité du système aux variations de température et d’humidité. L’étude de la répartition des efforts en fonction de la raideur des goujons est choisie comme fil conducteur pour investiguer le passage vers des éléments multi-tiges. Un modèle 3D mono-tige aux éléments finis est tout d’abord développé pour prendre en compte l’orthotropie du bois et regarder l’influence du centre de moelle jusqu’à présent négligée. Par la suite ce modèle est étendu aux configurations multi-tiges afin de simuler différentes configurations d’essais. Un prototype d’essai de caractérisation mécanique des assemblages multi-tiges est finalement présenté. / Glued-in rods have successfully been used for connections or reinforcement of timber structures. With the development of tall and large timber buildings and new products such as Cross Laminated Timber (CLT), there is an increasing need for connections that provide high stiffness and strength. Timber connections using glued-in rods have a general aesthetic appeal, and take advantage of the structural adhesives that provide a high stiffness and load capacity. During the last 30 years, multiple applications have been developed for renovation and new construction. In parallel, numerous investigations have characterized the mechanical performance of these connections, but harmonized design rules are not available. A lack of knowledge on the multiple-rod connections, on the choice of adhesives, on long-term effects and on the control of quality is identified by a recent study and must be investigated before a new submission to Eurocode 5. This thesis is performed in the framework of collaboration between Université de Bordeaux (France) and Université Laval (Canada). Objectives are focused on the mechanical performance of adhesives and glued-in rod connections under elevated temperature, on the development of creep tests and the investigations of multiple-rod connections. This study combines experimental and finite element modelling results, which are presented in the form of scientific articles. A Dynamic Mechanical Analysis (DMA) on one polyurethane (PUR) and one epoxy (EPX) adhesives followed by static tensile tests on the connections with small-diameter steel glued-in rods have been conducted at different temperatures. High differences in stiffness are observed between the two adhesives. Glued-in rod connections with the EPX and PUR adhesives demonstrate significant losses of stiffness and resistance beyond 40°C, before the glass transition temperature of the adhesive. Following the outside temperature, connections must be insulated to prevent excessive slip and risk of failure at the Serviceability Limits State (SLS) and at the Ultimate Limit States (ULS). Few data on the long-term effects are available in the literature. In this work, 12 campaigns of creep tests, adding time effects to previous work, have been performed. Glued-in rod connections were tested during one to two months in a conditioning room where temperature and relative humidity were controlled or in a room with a variable climate representative of service class 1. Disparities were observed between EXP and PUR. Creep tests conducted at 20°C and 50°C revealed an important role of the temperature, particularly for SLS. Creep tests in variable climate illustrated the sensibility of connections to the temperature and humidity variations. The stiffness and stress distribution in multiple-rod connections were investigated. First, a 3D model was developed to observe the influence of the wood orthotropy on the stiffness and stress distribution in a connection with a single rod. Then, the model was extended to multiple-rod connections to simulate different loads and boundary conditions. Finally, a prototype of a connection with multiple glued-in rods was tested.

Nous proposons deux nouvelles méthodes pour synthétiser des P-amino alcools, utilisés en chimie organique comme ligands chiraux et en chimie médicinale. Avec notre première méthode, des époxydes cycliques sont ouverts par des aminés aromatiques en présence de chlorure de bismuth(III) en quantité catalytique avec de bons rendements dans le dichlorométhane et le cyclohexane. Avec la seconde méthode, l'ouverture, rapide et avec d'excellents rendements, des mêmes époxydes par des aminés aromatiques est catalysée par le triflate de bismuth(III) en milieu aqueux, parfois micellaire. Les conditions douces, la faible toxicité et le coût peu élevé des sels de bismuth(IÏÏ) utilisés en faible quantité rendent ces méthodes particulièrement attrayantes pour obtenir des (3-amino alcools. Enfin, la synthèse asymétrique de ces molécules avec des complexes chiraux à base de bismuth(III) a été explorée ; cependant, les recherches doivent être poursuivies pour optimiser les conditions réactionnelles et trouver les ligands adéquats.

La concentration atmosphérique de dioxyde de carbone (CO₂) augmente régulièrement, ce qui entraîne de nombreux problèmes environnementaux tels que le réchauffement de la planète, l'acidification des océans et des changements climatiques imprévisibles. Ces dernières années, l'utilisation du CO₂ comme matière première pour la conversion en produits chimiques organiques de valeur a suscité un intérêt croissant, car il est abondant, non toxique et peu coûteux. Cette thèse a étudié la réaction de cycloaddition du CO₂ avec un époxyde comme méthode d'utilisation du CO₂. En outre, les catalyseurs à structure métallo-organique (MOF) capables d'absorber une grande quantité de CO₂ sont présentés comme une classe de matériaux poreux avec des caractéristiques structurelles uniques, des surfaces spécifiques élevées, une facilité de modification chimique et une stabilité, et sont utilisés dans la cycloaddition du CO₂ avec un époxyde. Cette thèse étudie le rôle central des structures métallo-organiques (MOF) dans la réaction de fixation catalytique du CO₂ avec des époxydes en carbonates cycliques de valeur ajoutée. Grâce à la synthèse et à la fonctionnalisation des MOF, cette recherche démontre la faisabilité de l'utilisation de ces matériaux poreux en tant que catalyseurs efficaces pour les réactions de fixation du CO₂. En introduisant des fonctionnalités à base d'azote ionique dans les structures MOF par des méthodes de synthèse appropriées, l'activité catalytique et la sélectivité des MOF sont considérablement améliorées. Ces MOFs fonctionnalisés présentent des performances remarquables en favorisant l'activation et la conversion des époxydes et du CO₂ dans des conditions de réaction douces, sans nécessiter de solvants organiques ou de co-catalyseurs. Les effets synergiques de divers groupes fonctionnels au sein des MOF contribuent à améliorer l'efficacité catalytique. Cela se traduit par une affinité et une densité accrues du CO₂ à proximité des sites actifs, ainsi que par la facilitation de l'ouverture de l'anneau époxyde dans ce cadre. La synthèse et la caractérisation réussies de nouveaux catalyseurs à base de MOF mettent en évidence leur potentiel pour la conversion du CO₂ et l'avancement de la chimie durable. Dans l'ensemble, cette recherche souligne l'importance des groupes fonctionnels et des MOF en tant que matériaux prometteurs pour l'utilisation du CO₂ et fournit des indications précieuses sur leur conception et leur application dans les procédés de conversion catalytique du CO₂. / The atmospheric concentration of carbon dioxide (CO₂) is steadily increasing, resulting in numerous environmental issues such as global warming, ocean acidification, and unpredictable climate changes. In recent years, there has been increasing interest in using CO₂ as a feedstock material for conversion into valuable organic chemicals as it is abundant, non-toxic and low cost. This thesis studied the cycloaddition reaction of CO₂ with epoxides as a method of CO₂ utilization. Also, the metal organic framework (MOF) catalysts capable of high CO₂ adsorption are introduced as a class of porous materials with unique structural features, high surface areas, chemical tunability, and stability, which are used in the cycloaddition of CO₂ with epoxides. This thesis explores the pivotal role of metal-organic frameworks (MOFs) in the catalytic CO₂ fixation reaction with epoxides into valuable cyclic carbonates. Through the synthesis and functionalization of MOFs, this research demonstrates the feasibility of utilizing these porous materials as effective catalysts for CO₂ fixation reactions. By introducing ionic nitrogen-based functions into MOF structures through proper synthetic methods, the catalytic activity and selectivity of MOFs are significantly enhanced. These functionalized MOFs exhibit remarkable performance in promoting epoxide and CO₂ activation and conversion under mild reaction conditions, without the need for organic solvents or co-catalysts. The synergistic effects of various functional groups within MOF frameworks contribute to improved catalytic efficiency. This is evidenced by enhanced CO₂ affinity and density near active sites, as well as facilitating the opening of the epoxide ring within this framework. The successful synthesis and characterization of novel MOF-based catalysts highlight their potential for CO₂ conversion and advancing sustainable chemistry. Overall, this research underscores the importance of functional groups and MOFs as promising materials for CO₂ utilization and provides valuable insights into their design and application in catalytic CO₂ conversion processes.

Le but de ce travail de recherche est d'étudier le comportement thermomécanique des matériaux constituant un réservoir de stockage d'hydrogène de type IV : un composite, assurant la tenue, est bobiné autour du liner polyuréthane qui assure l'étanchéité du réservoir et l'isolation thermique ; aux extrémités, des embases en acier inoxydable sont utilisées pour permettre le raccord du réservoir. Dans ce type de réservoir, lors du remplissage, il y a une augmentation significative de la température de l'hydrogène, entraînant un échauffement progressif de la structure et la présence de gradients de température. Le but de cette étude est principalement de caractériser le comportement d'une telle structure sous chargement thermomécanique complexe. Dans un premier temps, des essais de caractérisation mécanique et thermique ont été réalisés sur toute la plage de température d'utilisation du réservoir afin d'obtenir les données nécessaires à la réalisation d'un modèle numérique thermomécanique. Ensuite , une loi de comportement du composite pouvant être facilement transférable à une structure complexe telle que le réservoir et prenant en compte la non-linéarité, l'endommagement matriciel, la perte de rigidité progressive en cisaillement, ainsi que la thermo-dépendance des paramètres matériaux, est développée. Puis, des essais sur des éprouvettes technologiques représentatives d'un réservoir ont permis de mieux comprendre les mécanismes pouvant apparaître dans le réservoir et de valider le modèle développé. Enfin, une étude numérique d'un réservoir et de l'influence couplée de la température et de l'endommagement matriciel sur le comportement de cette structure a été réalisée.

Ce travail porte sur l'étude de systèmes époxy-amine complexes contenant une faible teneur (<1%) de bisphénol A. L'activité catalytique du bisphénol A a été étudiée par analyse calorimétrique différentielle (DSC) en conditions isotherme et non-isotherme. Un nouveau mécanisme prenant en compte la présence du bisphénol A a été proposé. Malgré sa simplicité, des valeurs pertinentes des paramètres cinétiques et thermodynamiques de chacun des actes élémentaires du mécanisme ont été obtenues. Ce mécanisme permet également de prévoir les cinétiques de réticulation de systèmes présentant des teneurs en catalyseur différentes. Le comportement en immersion dans l'eau des réseaux époxyde - aminé a été étudié par différentes techniques : suivis gravimétriques, mesure de taux de gonflements et analyse mécanique dynamique. Une reprise de réticulation dans les réseaux sous réticulés a été observée lors de l'immersion dans l'eau à 20°C. Cela a été attribué à un effet plastifiant et catalytique des molécules d'eau. Par ailleurs, les résultats obtenus suggèrent que, dans le cas de réseaux à degré d'avancement élevé, la cinétique de sorption est contrôlée par la distance entre les sites polaires de la structure. Ce constat ne peut être généralisé à l'ensemble des réseaux époxyde-aminé. Il est en effet supposé découler du caractère moyennement polaire des réseaux de cette étude.

Le dioxyde de carbone (CO2) est une molécule bien connue pour son impact environnemental et son origine anthropique. L'augmentation de sa concentration est en partie responsable du réchauffement climatique. Cependant, elle présente pour les scientifiques un fort potentiel. C'est une source de carbone abondante, renouvelable, non toxique, non corrosive et non inflammable. A l'échelle industrielle, un nombre important de synthèses peut se faire grâce à cette brique moléculaire et donc représente un intérêt économique croissant. Dans ce travail de thèse, nous aborderons la synthèse de carbonates cycliques par couplage d'époxydes avec du CO2. Nous verrons plus particulièrement de nouveaux systèmes catalytiques de symétrie C3 capables de réaliser ce couplage. D’un côté, nous verrons des systèmes catalytiques bi-composants basés sur des sels d’ammonium et des complexes métalliques dérivés de ligands tétra-azotés. D’un autre côté, nous étudierons l’influence de l’immobilisation de catalyseurs monocomposants, les azaphosphatranes, et ses implications en terme de réactivité catalytique / Carbon dioxide (CO2) is a small molecule well-known for its environmental impact and its anthropogenic origin. Increasing its concentration is partly responsible for global warming. However, it has a great potential for scientists. It is an abundant, renewable, non-toxic, non-corrosive, non-flammable carbon source. On the industrial scale, an important number of syntheses can be established thanks to this building block and therefore represents an increasing economic interest. In this thesis, we will discuss the synthesis of cyclic carbonates by coupling epoxides with CO2. We will see in particular new C3-symmetry catalytic systems capable of performing this coupling. The first two parts will deal with bi-component catalytic systems based on ammonium salts and metal complexes derived from N4-tetradentate ligands. Then, we will study the influence of the immobilization of mono-component azaphosphatrane catalysts on catalytic activity

La recherche scientifique concernant les polymères biosourcés augmente rapidement pendant les dernières années, poussée par des croissantes préoccupations écologiques et économiques, ainsi que par l'incertitude sur la disponibilité future de ressources pétrochimiques limitées. Durabilité est un mot-clé de ce processus. Dans ce cadre, des produits respectueux de l'environnement, y compris des molécules et des additifs eco-compatibles, sont maintenant recherchés pour remplacer les polymères à base de pétrole par ceux dérivés de matières premières naturelles.Les résines époxydes sont des polymères thermodurcissables très polyvalents, extrêmement résistants à la corrosion, à l'humidité et aux produits chimiques, avec une bonne force d'adhérence à la plupart des matériaux et un faible retrait lors du durcissement. En raison de leurs températures de transition vitreuse élevées et de leur excellente résistance mécanique, les résines époxydes sont largement utilisées dans une large gamme d'applications, telles que l'électronique, les adhésifs structuraux, les composites pour l'aérospatiale et les revêtements protecteurs.Actuellement, plus des deux tiers des résines époxydes sont à base de diglycidyl éther de Bisphénol A. Dans cette industrie, la tendance à remplacer les matériaux dérivés du pétrole par des matériaux biosourcés est également liée à la nécessité de remplacer le bisphénol A (BPA), une molécule controversée, reconnu comme un perturbateur endocrinien et une substance reprotoxique. En particulier en application comme revêtement, l'utilisation de BPA présente un risque pour les utilisateurs d'aliments et de boissons conditionnés dans des récipients traités avec des résines époxydes. Les effets de la contamination du corps humain causée par le BPA sont le diabète, maladies cardiovasculaires, modification des enzymes hépatiques et les lésions de l'appareil reproducteur. Pour ces raisons, cette molécule a été interdite dans de nombreux pays pour la fabrication de produits pour enfants, ainsi qu'en France et au Canada de tous les matériaux en contact direct avec les aliments. La nécessité de développer de nouvelles résines époxy est donc urgente.Les molécules bio-dérivées développées depuis maintenant présentent des structures chimiques les plus diverses, chacune d’elles produisant des propriétés différentes des polymères finaux. Les caractéristiques particulières des résines époxydes sont liées à la structure aromatique de ses composants. Les molécules aromatiques présentes dans les matières premières naturelles proviennent principalement de la lignine, un des principaux constituants des parois cellulaires naturelles. Cependant, pour extraire des fragments aromatiques de la lignine, des procédés difficiles et consommateurs d’énergie sont nécessaires. Un substitut précieux des molécules aromatiques, facilement récupérables du glucose, sont les molécules furaniques ; leur validité a été étayée par plusieurs études.À la lumière de ce qui précède, les travaux présentés ici sont focalisés sur la production de résines époxyde à base de furane comme substitut potentiel de DGEBA dans l’industrie du revêtement de boîtes de conserve. Le cycle complet du matériau a été étudié : des synthèses de monomères époxydes furaniques ont été proposées, puis des thermodurcis époxydes ont été obtenus et caractérisés à la fois dans leurs propriétés chimiques et physiques (étude de la cinétique de durcissement, des propriétés mécaniques et thermiques). En outre, l’application des matériaux thermodurcissables époxydes proposés comme revêtement interne des boîtes de conserve a été testée. / Research on bio-based polymers is rapidly increasing in last years, pushed by growing environmental and economic concerns, as well as by the uncertainty about future availability of finite petrochemical resources. Sustainability is a keyword in this process. In this frame, products that are respectful towards the environment, including eco-compatible building blocks and additives, are now researched to replace petroleum-based polymers with those derived from naturally occurring feedstocks. Epoxy resins are very versatile thermosetting polymers, extremely resistant to corrosion, moisture and chemicals, with good adhesive strength toward most materials (wettability) and low shrinkage upon curing. Due to their high glass transition temperatures and excellent mechanical strength, epoxy resins are widely employed in a broad range of applications, such as electronics, structural adhesives, aerospace composites and protective coatings. More than two-thirds of epoxy resins nowadays are based on diglycidyl ether of bisphenol A. In this industry the trend to replace petrol-derived materials with bio-based ones is related also to the necessity to substitute the Bisphenol A (BPA), a controversial building block recognized as an endocrine disrupter and reprotoxic substance. In particular in application as coating, the use of BPA results in hazard for customers of food and beverage products packed into containers treated with epoxy resins. The effects of human body contamination caused by BPA are diabetes, cardiovascular diseases, altered liver enzymes and reproductive apparatus damages. For these reasons, this molecule has been banned in many countries for the manufacturing of child products, and in France and Canada from all the materials in direct contact with food. The necessity to develop new epoxy resins results therefore urgent.Bio-derived molecules since now developed show the most various chemical structure, each of them producing different properties of final polymers. Peculiar characteristic shown by epoxy resins are related to the aromatic structure of its components. Aromatic molecules present in natural feedstock are mainly derived from lignin, one of the principal constituents of natural cell walls. However, to extract aromatic moieties from lignin, difficult and energy consuming processes are required. A valuable replacement of aromatic molecules, easily recoverable from glucose, are furanic molecules; their validity has been supported by several studies. In the light of the above, the work here presented is focused on production of furanic bio-based epoxy resins as potential substitute of DGEBA in can coating industry. The complete cycle of the material has been studied: the synthesis of furanic epoxy monomers and epoxy thermosets, the characterization of their chemical and physical properties (study of curing kinetics, mechanical and thermal properties). Furthermore, the application of bio-based epoxy thermosets as cans internal lining has been evaluated. Experimental results demonstrated that the obtained resins have good potential to be proposed as good alternatives to the traditional BPA-containing epoxy resins.

Dans ce travail, des résines époxydes et des fibres naturelles ont été utilisées afin de produire des matériaux composites. En particulier, l'étude a porté sur la fabrication et la caractérisation de plusieurs types de résines époxydes et aussi sur plusieurs types de fibres naturelles en utilisant des amines comme agent de réticulation (durcisseur). Les échantillons ont été caractérisés en termes de densité, morphologie et propriétés mécaniques (tension, flexion et torsion). Les résultats démontrent que l'utilisation de fibres naturelles conduit à une augmentation considérable des propriétés mécaniques des résines époxydes. Dans notre cas, les meilleurs résultats ont été obtenus avec des fibres de bois (bouleau jaune). Les fibres naturelles sont intéressantes par leur caractère recyclable, écologique, renouvelable et biodégradable.

Il a été démontré que l'installation d'ancrages époxydiques à l'aide de barres d'armatures en acier constitue une méthode efficace de renforcement à l'effort tranchant de dalles épaisses en béton armé. Toutefois, le développement d'une méthode de conception pour ce type de renforcement est actuellement laborieux, puisque très peu de projets de recherche ont étudié l'évolution de d'adhérence de ces ancrages époxydiques lors de l'application d'une charge de traction. Par ailleurs, cette méthode de renforcement a été étudiée, puis testée sur des éléments de béton sain, c'est-à-dire sans endommagement pathologique, ce qui entraine un certain questionnement sur la performance de l'adhérence des ancrages époxydiques de barre d'armature ancrés dans un béton endommagé. Le présent projet de recherche étudie donc, dans un premier temps, la résistance à l'adhérence et le comportement de l'ancrage lors d'un chargement uniaxial en traction des ancrages époxydiques de barre d'armature ainsi que l'effet sur ce comportement de l'endommagement, et ce principalement des fissures créées par le développement de la réaction alcalis-silice (RAS) à l'intérieur de la matrice de béton. La contrainte d'adhérence a été étudiée au moyen d'essais d'arrachement réalisés sur des longueurs d'ancrage de 2d [indice b], 4d [indice b] et 5d [indice b] avec des armatures 15M (d [indice b] = 15,9 mm). Ces essais ont permis de démontrer une chute de la résistance maximale à l'adhérence pour des longueurs d'ancrage plus grandes ou égales à 4d [indice b] lorsque le béton est atteint de RAS. Par ailleurs, le projet révèle que la progression de la RAS, et donc la progression de l'expansion du béton, entraine un confinement de l'ancrage époxydique qui augmente sa résistance à l'adhérence. / Research projects from Université Laval had demonstrated that the installation of epoxy-bonded anchors with steel reinforcing bar is an effective shear strengthening method for existing concrete thick slab structure. However, the development of a design method for this type of reinforcement is currently hazardous, since very few available literatures focus on the bond behaviour of epoxy-bonded anchors. In addition, this method of rehabilitation has largely been studied and tested on sound concrete elements, i.e. without any pathological damage, which raises the question of the bond behaviour on existing damaged elements. This investigation studies the bond behaviour of epoxy-bonded anchors, the influence of alkali-silica reaction (ASR) on the bond behaviour and, finally, the progress of ASR deleterious mechanisms over the capacity of epoxy-bonded anchors. Pull-out tests on epoxy bonded anchors of embedded length 2d [indice b], 4d [indice b] and 5d [indice b] with 15M reinforcing bars (d [indice b] = 15,9 mm) were performed to encounter the previously mentioned objectives. These tests have demonstrated a drop in bond strength for embedded length exceeding 4d [indice b] when concrete is affected by ASR. In addition, the study revealed that the progression of concrete expansion due to ASR, leads to a confinement of the epoxy-bonded anchor and increases the bond strength.