Dans le but de promouvoir des accumulateurs Li-ion moins polluants, une alternative possible à l'utilisation des composés inorganiques consiste à recourir à des matériaux organiques électroactifs. En effet, les molécules organiques présentent l'avantage d'être aisément produites par des techniques organiques simples à partir des précurseurs abondants avec une réelle possibilité d'être issus de ressources renouvelables (biomasse). Dans ce contexte, le sujet se concentre sur l'identification et le développement des matériaux électroactifs organiques capables de réagir à hauts potentiels (3 V vs. Li+/Li) comme à bas potentiels (0,5 < E < 1,0 V vs. Li+/Li) pour application en tant qu'électrodes positive et négative, dans le but de développer une batterie Li-ion "tout-organique" capable d'offrir une tension nominale d'au moins 2 V. Une approche d'ingénierie moléculaire a été appliquée pour moduler les performances électrochimiques notamment le potentiel redox. Dans une première partie, des substituants électroattracteurs (type sulfonates) ont été introduit sur des structures énolates lithiées offrant des matériaux organiques réservoirs de lithium stables à l'oxygène, en particulier le Li4-p-DHBDS (3,25 V vs. Li+/Li). Dans une deuxième partie, des substituants électrodonneurs (+I) tels que méthyle et alcyne, et d'autres électrodonneurs (+M) tels que amine, méthoxy et brome ont été introduit sur des systèmes carboxylates type téréphtalates. Il s'est avéré que le substituant inductif donneur (+I) est plus intéressant pour baisser le potentiel comme observé pour le composé Li2-DMT (0,72 V vs. Li+/Li, une baisse de 110 mV en comparaison le téréphtalate de lithium). Ce travail s'est conclu par la réalisation d'un test préliminaire d'une batterie complète "tout-organique-rocking-chair" offrant une tension de sortie d'environ 2,5 V / To promote low emission electrochemical energy storage systems, a possible alternative consists in partially moving away from inorganic-based to organic-based redox-active electrode materials. Indeed, organic molecules present the advantage to be easily synthesized from abundant raw materials coupled with the real possibility of being derived from renewable resources (biomass). To that extent, the topic is focused on the identification and the development of redox-active organic materials able of being charged at high potentials and being discharged at low potentials for positive and negative electrode applications, with the aim of developing an "all-organic" Li-ion battery able to deliver a working voltage of at least 2 V. A molecular engineering approach has been applied to tune the electrochemical performances in particular the redox potential. Firstly, electron-withdrawing substituents (sulfonates) have been incorporated on lithiated enolate-based backbones offering lithium reservoir organic materials stable to oxygen, particularly the Li4-p-DHBDS (3,25 V vs. Li+/Li). Secondly, electron-donating substituents with inductive effect (+I) such as methyle and alkyne, and others with mesomeric effect (+M) such as amine, methoxide and bromine have been incorporated on carboxylate structures (terephthalate). It was found that substituents with inductive donating effect (+I) are quite interesting to lower the redox potential as observed with Li2-DMT (0,72 V vs. Li+/Li ; i.e, -110 mV in comparison with the lithium terephthalate). The work concluded with a preliminary test of an "all-organic-rocking-chair" battery operating at an average working voltage close to 2,5 V

Les hydrogels de Polyacrylamide (PAAM) hydrolysés sont des matériaux électroactifs biocompatibles non biodégradables. Ils possèdent des propriétés très proches de celles du muscle naturel et leur mode opérationnel basé sur la diffusion d'ions est similaire à celui existant dans les tissus musculaires naturels. Compte tenu de ces caractéristiques, ces hydrogels sont de bons candidats pour la conception de nouveaux muscles artificiels. Le problème qui limite leur utilisation réside dans leur temps de réponse qui reste encore inférieur à celui du système de fibres musculaires naturelles. Leur fonction actuatrice est limitée par le phénomène de diffusion en raison de leur structure massique qui est à l'origine de cycles de fonctionnement relativement lents. Dans le but de développer un nouveau système artificiel mimant le comportement du muscle squelettique naturel cette étude se divise en deux grandes étapes. La première étape vise le développement d'une étude de la synthèse de l'hydrogel de PAAM et de son mode de fonctionnement. Dans cette étude les effets des paramètres gouvernant la polymérisation sur les propriétés des hydrogels sont évalués. Les propriétés électrochimiques et le mécanisme d'activation des actuateurs soumis à une excitation électrique sont étudiés et le mode de fonctionnement des actuateurs est caractérisé et expliqué. La seconde étape est la proposition et le développement d'une nouvelle architecture de muscle artificiel à base de PAAM. Cette architecture consiste en une structure fibreuse du gel encapsulée par une couche en gel conducteur jouant le rôle d'électrodes. La structure fibreuse permet au système d'exhiber une réponse rapide et la couche en gel améliore ses propriétés mécaniques. Comme un premier pas dans la réalisation du modèle nous avons mis en place un nouveau procédé basé sur la technique d'électrofilage qui permet la génération de fibres linéairement disposées. En utilisant ce processus nous avons réussi à fabriquer des microfibres de PAAM réticulées, électroactives montrant des réponses rapides.

Les hydrogels de Polyacrylamide (PAAM) hydrolysés sont des matériaux électroactifs biocompatibles non biodégradables. Ils possèdent des propriétés très proches de celles du muscle naturel et leur mode opérationnel basé sur la diffusion d’ions est similaire à celui existant dans les tissus musculaires naturels. Compte tenu de ces caractéristiques, ces hydrogels sont de bons candidats pour la conception de nouveaux muscles artificiels. Le problème qui limite leur utilisation réside dans leur temps de réponse qui reste encore inférieur à celui du système de fibres musculaires naturelles. Leur fonction actuatrice est limitée par le phénomène de diffusion en raison de leur structure massique qui est à l’origine de cycles de fonctionnement relativement lents. Dans le but de développer un nouveau système artificiel mimant le comportement du muscle squelettique naturel cette étude se divise en deux grandes étapes. La première étape vise le développement d’une étude de la synthèse de l’hydrogel de PAAM et de son mode de fonctionnement. Dans cette étude les effets des paramètres gouvernant la polymérisation sur les propriétés des hydrogels sont évalués. Les propriétés électrochimiques et le mécanisme d’activation des actuateurs soumis à une excitation électrique sont étudiés et le mode de fonctionnement des actuateurs est caractérisé et expliqué. La seconde étape est la proposition et le développement d’une nouvelle architecture de muscle artificiel à base de PAAM. Cette architecture consiste en une structure fibreuse du gel encapsulée par une couche en gel conducteur jouant le rôle d’électrodes. La structure fibreuse permet au système d’exhiber une réponse rapide et la couche en gel améliore ses propriétés mécaniques. Comme un premier pas dans la réalisation du modèle nous avons mis en place un nouveau procédé basé sur la technique d’électrofilage qui permet la génération de fibres linéairement disposées. En utilisant ce processus nous avons réussi à fabriquer des microfibres de PAAM réticulées, électroactives montrant des réponses rapides. / Hydrolyzed Polyacrylamide (PAAM) hydrogels are electroactive, biocompatible and non-biodegradable materials. Their main attractive characteristic is their operative similarity with biological muscles and particularly their life-like movement. They suit better the artificial muscle fabrication despite their response time which stays low compared to natural human muscle due to their bulky structure and due to the kinetics of the size dependence of their volume change. In order to copy the natural skeletal muscle design into a new artificial muscle system this study is divided into two steps. The first step is the development of a comprehensive study of the hydrogel itself in order to obtain the elementary background needed for the design of actuating devices based on this material. The effect of polymerization parameter on the hydrogel properties is investigated. The electrochemical properties and actuation mechanisms of the hydrogel is studied, the bending of PAAM actuators induced by electric field is discussed and a mechanism for the bending phenomenon is proposed. The second step is the proposition of a new artificial muscle architecture based on PAAM hydrogel. The model consists on a fiber like elements of hydrolyzed PAAM, working in parallel, embedded in a thin conducting gel layer which plays the role of electrodes. The fiber-like elements enable the system to exhibit relatively rapid response and the gel layers enhance their mechanical properties. Aiming to realize the model we have put in place a new electrospinning setup which is a modified process for the production of micro to nanofibers via electrostatic fiber spinning of polymer solutions. The main advantage of this technology is to produce aligned electrospun fibers over large areas by simple and a low cost process making it possible to produce fiberbased devices efficiently and economically. Using this setup, we succeeded in the fabrication of electroactive crosslinked hydrogel microfibers that can achieve fast electroactive response

Le but de ce travail de thèse est d'explorer la potentialité des polymères électroactifs pour une application de récupération d'énergie mécanique ambiante.<br /><br />Les polymères électroactifs incluent la famille électronique (piézoélectrique, diélectrique...) et la famille ionique (IPMC, ionic gels...). Grâce à un état de l'art complet, six types de polymères ont été sélectionnés, modélisés analytiquement (couplage électromécanique) et caractérisés. De cette première partie comparative ressortent les polymères diélectriques à la forte densité d'énergie récupérable (1.5J.g-1). <br /><br />La seconde partie de ce travail de thèse concerne la mise en place d'un modèle analytique électro-mécano-thermique le plus fiable possible et adaptable à tous types de structures et de sollicitations. Pour ce faire, une large campagne de mesures électriques et mécaniques a été opérée afin de déterminer finement le comportement physique du matériau, les variations des paramètres intrinsèques et les pertes associées. Ce modèle analytique est validé par une série de tests sur des cas simples de structures.<br /><br />La dernière partie de ce travail de thèse concerne le développement d'une application novatrice : la récupération d'énergie mécanique au niveau du genou lors de la marche humaine. Le convertisseur a été dimensionné grâce au modèle développé, puis testé in situ. Finalement, des pistes pour la gestion électrique autonome de l'application sont proposées.

Cette thèse est consacrée à la synthèse de complexes 3d homo et hétérométalliques avec des ligands bases de Schiff ou dérivés de la 1,2,4,5-tétrazine, à l’investigation de leur structure et de leurs propriétés physico-chimiques. Ce travail peut être divisé en trois parties. Dans la première partie, nous nous sommes principalement concentrés sur les ligands bases de Schiff, dérivés du salicylaldéhyde et des aminoalcools, formés in situ. Treize complexes hétérométalliques ont été obtenus et entièrement caractérisés. Il a été montré que les composés synthétisés possèdent une activité catalytique dans la réaction de l’oxydation photochimique de l’eau, présentent des propriétés de photoconductive dans les polymères composites et peuvent être utilisés pour le développement de matériaux multifonctionnels. La deuxième partie décrit la fonctionnalisation des ligands base de Schiff par l’introduction dans leur structure des unités tétrathiafulvalène et métaux dithiolènes électroactives. Deux nouvelles familles de ligands ont été synthétisées et caractérisées. La série de sels de radicaux cations et de complexes dithiolènes homo et hétérométalliques ainsi que leurs propriétés physiques ont été discutées. La dernière partie est consacrée aux ligands à base de tétrazine. Les principaux avantages du noyau tétrazine ont été discutés. Deux nouveaux ligands dérivés de la picolylamine et leurs complexes 3d mono- et binucléaires ont été décrits. / The thesis is devoted to the synthesis of homo- and heterometallic 3d-metal complexes with Schiff base ligands or derivatives of 1,2,4,5- tetrazine, together with the investigation of their structural and physico-chemical properties. This work can be divided in three parts. In the first part we have been mainly focused on the Schiff base ligands, derivatives of the salicylaldehyde and aminoalcohols. Thirteen heterometallic complexes were obtained and fully characterized. It has been shown that the synthesized compounds possess catalytic activity in the photochemical water oxidation, exhibit photoconducting properties in polymeric composites and can be used for the development of multifunctional materials of wide use. The second part describes the functionalization of Schiff base ligands by the introduction into their structure of electroactive tetrathiafulvalene and dithiolate moieties. Two new families of ligands were synthesized and characterized. The series of radicalcation salts and homo- and heterometallic dithiolene complexes together with the investigation of their physical properties have been described. The last part is devoted to the tetrazine based ligands. The main advantages of the tetrazine ring have been discussed. Two new ligands, derivative of picolylamine and their mono- and binuclear 3d-metal complexes are reported. In conclusion, perspectives of further research related to the described results were highlighted.

Les systèmes donneur-accepteur suscitent un intérêt croissant car l'interaction électronique entre les deux partenaires est un paramètre essentiel pour l'élaboration de nouveaux matériaux organiques fonctionnels. Ce travail est consacré à la synthèse d'assemblages moléculaires incorporant le donneur d'électron tétrathiafulvalène associé à l'accepteur d'électron p-benzoquinone ou 1,10-phénanthroline. L'introduction d'un espaceur conjugué entre les moitiés 1,3-dithiole du tétrathiafulvalène conduit à de nouveaux systèmes à grande extension spatiale portant à chaque extrémité le motif p-benzoquinone ou son précurseur, l'objectif étant d'utiliser le tétrathiafulvalène comme pont dans un transfert électronique intramoléculaire entre les deux extrémités. Afin d'étendre cette application au motif 1,10-phénanthroline, la versatilité du groupement 2-cyanoéthylsulfanyle est exploitée avec la possibilité d'une déprotection sélective conduisant à des dérivés 5,6-dithiofonctionnalisés de la 1,10-phénanthroline, symétriques ou dissymétriques, dans leur forme neutre ou sous forme de complexe de ruthénium(II) chélaté avec les unités 2,2'-bipyridines. Des systèmes fusionnés associant le tétrathiafulvalène au motif dipyridoquinoxaline sont développés comme capteurs électroactifs, avec la mise en évidence de la complexation métallique de la 1,10-phénanthroline utilisant les propriétés optiques et redox du tétrathiafulvalène.

Récupérer l'énergie mécanique ambiante est une alternative prometteuse afin d'assurer l'autonomie énergétique d'appareils nomades. Le développement des générateurs électrostatiques souples reste toutefois à ce jour anecdotique du fait des hautes tensions de polarisation employées, de la nécessité de grandes déformations mécaniques mais aussi de l'utilisation de matériaux peu conventionnels et mal caractérisés. Le but de cette thèse est d'apporter des avancées scientifiques et des solutions aux verrous technologiques précités. Tout d'abord, une caractérisation rigoureuse des propriétés électriques et mécaniques de deux matériaux communément utilisés pour ces applications (acrylate VHB 4910 et silicone Polypower) nous a donné accès aux propriétés physiques dans un fonctionnement réel de ces polymères : influence de la précontrainte, de la nature des électrodes... Ces données ont permis d'élaborer des lois analytiques fiables que nous avons ensuite insérées dans un modèle thermodynamique permettant de définir avec précision les puissances et densités d'énergie récupérables pour ces générateurs. Des pistes d'amélioration des matériaux utilisés dans les applications générateurs peuvent être dégagées de notre modèle. Le second verrou à lever concerne la source haute tension de polarisation nécessaire à ces générateurs électrostatiques. Pour cela, nous avons proposé une solution innovante couplant l'élastomère diélectrique à un électret. Différentes configurations de générateurs hybrides dans des géométries 2D et 3D ont été évaluées. Enfin, nous avons réalisé un prototype qui a délivré une puissance de l'ordre de 35µW sachant qu'une optimisation de ce prototype est réalisable et que des puissances récupérées de plusieurs centaines de µW sont tout à fait réalistes.

L’objectif de cette thèse était de réaliser de nouveaux matériaux à émissivité variable dans l’infrarouge pour une application de régulation thermique des satellites artificiels. Dans ce contexte, l’étude s’est concentrée sur l’élaboration et la caractérisation de dispositifs électroémissifs à base d’un polymère conducteur électronique, le poly(3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT) obtenu par électropolymérisation. Ces dispositifs électroémissifs ont ensuite été évalués dans des conditions partiellement représentatives de l’environnement spatial.La première partie de ce manuscrit a été consacrée à l’incorporation du PEDOT par électropolymérisation au sein d’une matrice hôte, formée à partir d’un réseau interpénétré de polymère (RIP) à base de caoutchouc nitrile (NBR) et de poly(oxyde d’éthylène) (POE). L’électropolymérisation par une méthode de chronopotentiométrie pulsée a permis d’obtenir des couches actives de PEDOT reproductibles, démontrant ainsi que le procédé électrochimique est bien contrôlé. En parallèle, des dispositifs électroémissifs de référence dont la couche active de PEDOT a été synthétisée par une polymérisation chimique oxydante, ont été élaborés. Le comportement électrochimique, les propriétés optiques dans l’infrarouge et la morphologie des couches actives obtenues par électropolymérisation ont été comparés à celles obtenues par une polymérisation chimique oxydante. Une répartition différente du PEDOT en fonction de la méthode d’incorporation a notamment été démontrée.Dans la deuxième partie de ce manuscrit, le comportement actionneur des dispositifs électroémissifs, qui est majoritairement induit par une insertion ou une expulsion d’ions au cours du procédé redox, a été étudié. Un screening de liquides ioniques, possédant des structures chimiques différentes, a été réalisé. Le mécanisme d’ion impliqué lors de la réaction redox a été identifié par une méthode simple consistant à observer la variation de volume de la couche active de PEDOT. Cette méthode a permis de souligner le rôle prédominant des cations au sein du procédé redox. L’utilisation de deux liquides ioniques a notamment permis une réduction significative de la déformation du dispositif électroémissif de référence tout en conservant de bonnes propriétés optiques dans l’infrarouge. Des mélanges de liquides ionique et de sel de lithium ont également été étudiés. En fonction de la concentration en sel de lithium au sein d’un liquide ionique, il est possible de contrôler le mécanisme ionique qui gouverne la réaction redox. Une concentration en sel en particulier entraine à la succession des deux mécanismes ioniques, ce qui donne lieu à un faible effet actionneur tout en préservant l’électro-activité et les propriétés optiques dans l’infrarouge du système.Dans la dernière partie de ce manuscrit, un prototype a été réalisé et évalué pour une application de contrôle thermique. Des radiateurs à base de dispositifs électroémissifs ont été fabriqués puis testés dans des conditions proches de l’environnement spatial. Ces radiateurs ont ensuite été comparés à la technologie actuellement utilisée sur les satellites artificiels, les réflecteurs optiques solaires. Des changements de température significatifs (12 °C) ont été mis en évidence, démontrant la pertinence de ce type de système pour une application de régulation thermique. Une faible consommation électrique de ces systèmes a été mise en avant au cours de ces travaux. Associé à la faible masse embarquée les dispositifs électroémissifs élaborés ont ainsi un intérêt double pour l’application visée par rapport à la technologie actuelle. / The aim of this PhD work is to design new coatings with variable emissivity in the infrared for an application of thermal regulation of artificial satellites. In this context, the study focuses on the development of electroemissive devices based on an electronically conducting polymer, the poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT). These electroemissive devices are then evaluated under space like environment.The first part of this manuscript was devoted to the incorporation of PEDOT by electropolymerization within a host matrix based on an interpenetrating polymer network (IPN) including nitrile butadiene rubber (NBR) and poly (ethylene oxide) (PEO). Electropolymerization by a pulsed chronopotentiometry method resulted in reproducible active PEDOT layers, demonstrating that the electrochemical process is well-controlled. In parallel, electroemissive deviceswhose active layer of PEDOT was synthesized by an oxidative chemical polymerization, were elaborated as refernce devices. The electrochemical behavior, the infrared optical properties and the morphology of the active layers obtained by electropolymerization were compared with those obtained by an oxidative chemical polymerization. In particular, different distribution of PEDOT according to the incorporation method was demonstrated.In the second part of this manuscript, the actuator behavior of electroemissive devices, that is predominantly induced by insertion or expulsion of ions during the redox process, was studied. A screening of ionic liquids with different chemical structures was carried out. The ion mechanism involved during the redox process was identified by a simple method consisting in observing the volume variation of the PEDOT active layer. This method highlighted the predominant role of cations in the redox process. The use of two ionic liquids allowed a considerable reduction of the actuator behavior of a reference electroemissive device while maintaining high optical properties in the infrared. Mixtures of ionic liquids and lithium salt were also studied. Depending on the lithium salt concentration, the possibility of controlling the ionic mechanism that governs the redox reaction was underlined. A salt concentration in particular leads to the succession of the two ionic mechanisms and results in a low actuator behavior while preserving the electro-activity and the optical properties of the system.In the last part of this manuscript, a prototype was evaluated for a thermal control application. Radiators based on electroemissive devices were fabricated and tested under conditions close to the space environment. These radiators were then compared to the technology currently used on artificial satellites, optical solar reflectors. Significant temperature changes (12 °C) were demonstrated, proving the relevance of this type of system for the thermal regulation of satellites. In addition, a low electrical consumption of these systems was highlighted during this work. Associated to a reduced on-board weight, the electroemissive devices designed at the LPPI, have thus a double interest for the intended application with respect to the current technology.

La Fabrication Additive (FA) est un procédé de fabrication qui a commencé à se développer dans les années 80 et qui atteint actuellement une maturité qui lui permet d’être utilisé de manière rentable et fonctionnelle par les industriels. La fabrication additive est définie comme étant le procédé de mise en forme d’une pièce par ajout de matière, à l’opposé de la mise en forme traditionnelle par enlèvement de matière (usinage). Cette nouvelle technologie est une réelle révolution et permet de relever de nouveaux défis technologiques sans précédent. Que ce soit sur un axe matériau ou plus largement dans le cadre de l’usine du futur, la fabrication additive est un réel levier de croissance, mais de nombreux travaux de recherche sont encore à mener afin de perfectionner cette nouvelle technologie. C’est autour de cette problématique que les travaux de thèses se sont focalisés avec un accent sur l’intégration de matériaux électroactifs pour la réalisation de fonction mécatronique tirant profit des procédés de Fabrication Additive. Les actions de recherche montrent que la fabrication additive de matériaux électroactifs sera de plus en plus employée pour la réalisation de fonctions mécatroniques hybrides qui combineront à la fois la structure mécanique, des circuits intégrés en silicium, des pistes conductrices et des matériaux couplés imprimés, intégrant ainsi des fonctionnalités, telles que des capteurs, des affichages ou des sources d’énergie. Les travaux montrent le potentiel applicatif autour du contrôle de santé des structures en composites, mais aussi du contrôle de forme d’instrument pour la chirurgie. Pour arriver au développement de ces dispositifs, les points suivants ont été développés autour des matériaux électroactifs et de leurs règles d’intégrations et d’optimisation. / Additive Manufacturing (FA) is a manufacturing process that began to develop in the 1980s and is now mature enough to be used in a cost-effective and functional way by manufacturers. Additive manufacturing is defined as the process of shaping a part by adding material, as opposed to traditional shaping by material removal (machining). This new technology is a real revolution and enables us to meet new unprecedented technological challenges. Whether on a material axis or more widely as part of the plant of the future, additive manufacturing is a real growth driver, but many research work is yet to be conducted to perfect this new technology. It is around this issue that the work of theses focused with a focus on the integration of electroactive materials for the realization of mechatronics function taking advantage of Additive Manufacturing processes. Research shows that additive manufacturing of electroactive materials will be increasingly used for the realization of hybrid mechatronic functions that will combine both the mechanical structure, silicon integrated circuits, conductive tracks and printed coupled materials, integrating as well as features, such as sensors, displays or power sources. The work shows the potential application around the health control of composite structures, but also the instrument shape control for surgery. To arrive at the development of these devices, the following points have been developed around electroactive materials and their integration and optimization rules.

Cette thèse s’intéresse au rapport entre la forme et la géométrie d’un objet. Elle s’articule autour de 3 chapitres. Dans le premier, nous utilisons des "polymères électro-actifs", des systèmes capables de se déformer dans le plan lorsqu’ils sont soumis à un champ électrique,pour mimer une sorte de croissance biologique. Nous avons regardé comment une croissance inhomogène pouvait déclencher une instabilité de flambage dans une plaque électro-active.Nous avons ensuite cherché à contrôler de manière locale la croissance, dans l’espoir d’obtenir des objets capables de changer de forme sur commande. Dans le deuxième chapitre, nous nous avons étudié un problème inverse : au lieu de chercher à donner une nouvelle forme naturelle à l’objet, nous le forçons à adopter une forme qui ne lui est pas naturelle. Nous avons aplati des coques élastiques hémisphériques. La transformation d’une sphère en plan n’étant pas isométrique, cette opération crée des contraintes dans l’objet. Il se produit alors une instabilité mécanique que nous avons étudiée. Enfin, nous nous sommes penchés sur le problème des "lentilles de contact" en nous demandant si l’on pouvait coller l’une sur l’autre deux portions de sphères ayant des courbures différentes. Ici encore, la différence de courbure de Gauss entre les deux surfaces conduit à des motifs d’instabilités dans la coque élastique / From a general point of view, my thesis deals with the links between the geometry and the shape of an object. It is composed of three main chapters. In the first one, we use "electro-active polymers", systems that undergo planar expansion when submitted to an electric field, to mimic a kind of biological growth. We looked at how an inhomogeneous growth can trigger buckling instability in this electro-active plate. We then tried to control locally this growth, hoping to create objects that can change shape on command. In the second chapter, we studied the opposite problem: instead of giving it a new natural shape, we force the object in adopting a non natural shape. We squashed hemispherical elastic caps. Changing a sphere into a plane is not an isometrical transformation, this operation thus creates strains in the object. We studied the mecanical instability hence produced. Finally we focused on the "contact lens" problem by wondering if it is possible to stick two spherical caps having different curvature. Here again, the mismatch of Gaussian curvature leads to patterns of instability in the elastic shell