L'adoption d'anodes revêtues d'oxyde métallique mixte (MMO) dans les cuves d'extraction électrolytique de zinc permettrait réduire la consommation énergétique et résoudre les problèmes opérationnels liés à la corrosion des anodes de plomb. Néanmoins, c'est préoccupant que tels anodes MMO disponibles commercialement pourraient être avariés prématurément dans les électrolytes de zinc habituels, en raison d'être sujets à une déposition intense de MnO₂. Dans un tel contexte, ce projet a étudié la relation que la concentration de Mn²⁺ dans l'électrolyte de zinc affecte les caractéristiques des dépôts de MnO₂ et, par conséquent, l'intégrité de trois types d'anodes MMO à base de IrO₂. A cet effet, une évaluation exploratoire a été réalisée pour suivre les potentiels anodiques et les taux de formation de MnO₂ à moyen terme, en fonction de la concentration de Mn²⁺. Ensuite, la microscopie électronique à balayage (MEB) et la spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie (EDS) ont été utilisées pour caractériser les anodes après des tests de polarisation galvanostatique de 72 heures à différents concentrations de Mn²⁺. Les résultats ont suggéré que les dépôts de MnO₂ développent des morphologies différentes et induisent des différents processus de détérioration des anodes, en fonction de la concentration de Mn²⁺ et du type d'anode. En particulier, les anodes de type «D» ont été recouverts de films de MnO₂ qui s'écaillaient facilement à partir d'une épaisseur critique, produisant ainsi des contraintes induites. D'après des images par MEB, tels morceaux de MnO₂ détachés ont emporté des fragments du revêtement MMO adhérés en dessous. D'ailleurs, des agglomérats de cristallites allongées de MnO₂ se sont formés sur les anodes «E» et «F», ce qui a déclenché des ruptures dans leur revêtements MMO. À partir des résultats obtenus et de certains critères pour la détermination des niveaux de tolérance à Mn²⁺ de chaque type d'anode, une analyse financière a été proposée pour cribler le type d'anode le plus approprié pour la production de zinc, en fonction de son potentiel et également de la stratégie de contrôle de manganèse nécessaire à son fonctionnement adéquat. / The adoption of Mixed Metal Oxide (MMO)-coated anodes in zinc electrowinning cellhouses would provide energy savings and resolve operational issues related to lead corrosion by-products. But a major concern is that commercially available MMO anodes could deteriorate prematurely in typical zinc electrolytes, due to intense MnO₂ deposition. In this context, the present study investigated the relationship that Mn²⁺ concentration in zinc electrolytes affects the characteristics of MnO₂ deposits and, consequently, the integrity of three types of IrO₂-bearing MMO anodes. For this purpose, firstly, an exploratory anode performance assessment was conducted to monitor the anode potentials and the MnO₂ formation rates in the medium term, as a function of Mn²⁺ concentration. Then, scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were used to characterize the anode samples after 72-hour galvanostatic polarization tests at different Mn²⁺ concentrations. The results have suggested that MnO₂ deposits developed different morphologies and induced different anode deterioration processes, depending on the Mn²⁺ concentration and the anode type. In particular, anodes type "D" were covered by MnO₂ films that would easily chip off after reaching a critical thickness, thus producing induced stresses. According to SEM images, these MnO₂ pieces detached take out MMO coating fragments adhered to them. Meanwhile, MnO₂ clusters of elongated crystallites developed over anodes "E" and "F", and they were found to induce ruptures throughout the MMO coatings. Considering these results and specific criteria to define the Mn²⁺ tolerance levels of these anodes, a financial analysis was proposed for screening the most suitable anode type for industrial use, based on both the anodic potential demonstrated and the manganese control strategy required for its satisfactory operation.

Les maladies cardiovasculaires sont responsables d'environ le tiers de tous les cas de décès au Canada. L'une des solutions utilisées pour résoudre ce problème consiste à utiliser un dispositif métallique constitué d'un maillage ayant une forme d’un filet et appelé stent. Les stents sont de petits dispositifs implantés dans des vaisseaux sanguins rétrécis pour rétablir la circulation sanguine et éviter une crise cardiaque ou un accident vasculaire cérébral et pour traiter les anévrismes du cerveau. Un contrôle précis de la surface de ces stents est nécessaire pour assurer la compatibilité de l'alliage choisi avec le milieu biologique dont il va être en contact avec. Les stents métalliques doivent satisfaire à des conditions précises définies en fonction de leur application finale. Ils doivent respecter des exigences strictes en termes de propriétés mécaniques, d'interaction électrochimique (corrosion) et de cytocompatibilité. Les alliages suivants sont traditionnellement utilisés dans les applications biomédicales et plus précisément pour les applications cardiovasculaires: l'alliage AISI316L est considéré comme une référence dans ce domaine, mais l'alliage L605, un alliage à base de Cobalt, prend de plus en plus d'importance grâce à ses propriétés mécaniques élevées (haute ductilité et haute résistance à la traction) et résistance élevée à la corrosion. L'utilisation d'alliages de titane est la nouvelle frontière pour les biomatériaux dans les applications cardiovasculaires, il est considéré comme un nouveau candidat potentiel pour les stents cardiovasculaires. Les alliages de titane présentent une combinaison unique de haute résistance et de grande ductilité (résistance à la traction et déformation uniforme supérieures à 1000 MPa et 30% respectivement). L’électropolissage est une étape de prétraitement appliquée à ces alliages métalliques pour obtenir des surfaces chimiquement homogènes, recouvertes d'une couche d'oxyde uniforme et amorphe, généralement de rugosité très lisse. Ce processus permet non seulement de contrôler les propriétés physiques de la surface, mais également celles chimiques. Le processus d'électropolissage comporte certaines variables, telles que le courant, la tension, la solution électrolytique et la température de l'électrolyte. En les contrôlant, il est possible de comprendre et d'améliorer les propriétés de la surface. Le but de ce projet est d’étudier les effets des différents variables d’électropolissage (courant, tension, solution électrolytique) sur les caractéristiques / propriétés de surface (morphologie, composition chimique et mouillabilité) des alliages utilisés pour la fabrication de stents. / Cardiovascular diseases (CVD) are responsible for about one-third of all death cases in Canada. One of the solutions used to solve this problem is using a metallic device made of a mesh and called a stent. Stents are small devices that are implanted in narrowed blood vessels to restore blood flow and to avoid a heart attack or stroke and to treat brain aneurysms. An accurate surface control is needed to assure the cytocompatibility of the chosen alloy with its biologic environment. Metallic stents must satisfy precise conditions defined according to their final application. They need to respect strict requirements, in terms of mechanical properties, electrochemical interaction (corrosion) and cytocompatibility. The following alloys are traditionally used in biomedical applications and more precisely for cardiovascular applications: the alloy AISI316L is considered a reference in this field, but the alloy L605, a Co-based material, is gaining more and more importance, due to its high mechanical properties (high ductility and high ultimate tensile strength) and high corrosion resistance. The use of Titanium alloys is the new frontier for biomaterials in cardiovascular applications, it is considered as a new potential candidate for cardiovascular stents. Titanium alloys, shows a unique combination of high strength and high ductility (ultimate tensile strength and uniform deformation higher than 1000 MPa and 30%, respectively). Electropolishing is a pre-treatment step applied to these alloys to obtain chemically homogeneous surfaces, covered with a uniform and amorphous oxide layer, generally with a very smooth roughness. This process not only makes it possible to control the physical properties of the surface, but also the chemical ones. The electropolishing process has some changeable variables, such as current, voltage, electrolytic solution and temperature of electrolyte. By controlling them, it is possible to understand and improve the surface properties. This work is aimed at studying the effects of electropolishing changeable variables (current, voltage, electrolytic solution) on surface characteristics/properties (morphology, chemical composition and wettability) of those alloys used for the manufacture of stents.

Les maladies cardiovasculaires sont responsables d'environ le tiers de tous les cas de décès au Canada. L'une des solutions utilisées pour résoudre ce problème consiste à utiliser un dispositif métallique constitué d'un maillage ayant une forme d’un filet et appelé stent. Les stents sont de petits dispositifs implantés dans des vaisseaux sanguins rétrécis pour rétablir la circulation sanguine et éviter une crise cardiaque ou un accident vasculaire cérébral et pour traiter les anévrismes du cerveau. Un contrôle précis de la surface de ces stents est nécessaire pour assurer la compatibilité de l'alliage choisi avec le milieu biologique dont il va être en contact avec. Les stents métalliques doivent satisfaire à des conditions précises définies en fonction de leur application finale. Ils doivent respecter des exigences strictes en termes de propriétés mécaniques, d'interaction électrochimique (corrosion) et de cytocompatibilité. Les alliages suivants sont traditionnellement utilisés dans les applications biomédicales et plus précisément pour les applications cardiovasculaires: l'alliage AISI316L est considéré comme une référence dans ce domaine, mais l'alliage L605, un alliage à base de Cobalt, prend de plus en plus d'importance grâce à ses propriétés mécaniques élevées (haute ductilité et haute résistance à la traction) et résistance élevée à la corrosion. L'utilisation d'alliages de titane est la nouvelle frontière pour les biomatériaux dans les applications cardiovasculaires, il est considéré comme un nouveau candidat potentiel pour les stents cardiovasculaires. Les alliages de titane présentent une combinaison unique de haute résistance et de grande ductilité (résistance à la traction et déformation uniforme supérieures à 1000 MPa et 30% respectivement). L’électropolissage est une étape de prétraitement appliquée à ces alliages métalliques pour obtenir des surfaces chimiquement homogènes, recouvertes d'une couche d'oxyde uniforme et amorphe, généralement de rugosité très lisse. Ce processus permet non seulement de contrôler les propriétés physiques de la surface, mais également celles chimiques. Le processus d'électropolissage comporte certaines variables, telles que le courant, la tension, la solution électrolytique et la température de l'électrolyte. En les contrôlant, il est possible de comprendre et d'améliorer les propriétés de la surface. Le but de ce projet est d’étudier les effets des différents variables d’électropolissage (courant, tension, solution électrolytique) sur les caractéristiques / propriétés de surface (morphologie, composition chimique et mouillabilité) des alliages utilisés pour la fabrication de stents. / Cardiovascular diseases (CVD) are responsible for about one-third of all death cases in Canada. One of the solutions used to solve this problem is using a metallic device made of a mesh and called a stent. Stents are small devices that are implanted in narrowed blood vessels to restore blood flow and to avoid a heart attack or stroke and to treat brain aneurysms. An accurate surface control is needed to assure the cytocompatibility of the chosen alloy with its biologic environment. Metallic stents must satisfy precise conditions defined according to their final application. They need to respect strict requirements, in terms of mechanical properties, electrochemical interaction (corrosion) and cytocompatibility. The following alloys are traditionally used in biomedical applications and more precisely for cardiovascular applications: the alloy AISI316L is considered a reference in this field, but the alloy L605, a Co-based material, is gaining more and more importance, due to its high mechanical properties (high ductility and high ultimate tensile strength) and high corrosion resistance. The use of Titanium alloys is the new frontier for biomaterials in cardiovascular applications, it is considered as a new potential candidate for cardiovascular stents. Titanium alloys, shows a unique combination of high strength and high ductility (ultimate tensile strength and uniform deformation higher than 1000 MPa and 30%, respectively). Electropolishing is a pre-treatment step applied to these alloys to obtain chemically homogeneous surfaces, covered with a uniform and amorphous oxide layer, generally with a very smooth roughness. This process not only makes it possible to control the physical properties of the surface, but also the chemical ones. The electropolishing process has some changeable variables, such as current, voltage, electrolytic solution and temperature of electrolyte. By controlling them, it is possible to understand and improve the surface properties. This work is aimed at studying the effects of electropolishing changeable variables (current, voltage, electrolytic solution) on surface characteristics/properties (morphology, chemical composition and wettability) of those alloys used for the manufacture of stents.

La production d'aluminium est une industrie importante au Québec. Les propriétés de ce métal le vouent à de multiples usages présents et futurs dans le cadre d'une économie moderne durable. Toutefois, le procédé Hall-Héroult est très énergivore et des progrès demeurent donc nécessaires pour en diminuer les coûts financiers et environnementaux. Parmi les améliorations envisageables de la cellule d'électrolyse se trouve le contact entre la cathode et la barre collectrice, qui doit offrir une faible résistivité au passage du courant électrique. En cours d'opération de la cellule, ce contact a tendance à se dégrader, générant des pertes énergétiques significatives. Les causes de cette dégradation, pouvant provenir de phénomènes chimiques, thermiques, mécaniques et/ou électriques, demeurent mal comprises. Le but du présent projet était donc d'étudier les phénomènes chimiques se produisant au contact bloc-barre de la cellule d'électrolyse Hall-Héroult. En premier lieu, un aspect crucial à considérer est la pénétration du bain électrolytique dans la cathode, car des composés de bain atteignent éventuellement la barre collectrice et peuvent y réagir. À cet effet, une méthode novatrice a été développée afin d'étudier les cathodes et la pénétration du bain dans celles-ci à l'aide de la microtomographie à rayons X. Cette méthode rapide et efficace s'est avérée fort utile dans le projet et à un potentiel important pour l'étude future des cathodes et des phénomènes qui s'y produisent. Ensuite, une cellule d'électrolyse rectangulaire à petite échelle a été développée. Plusieurs phénomènes observés en industrie sur des autopsies de cellules post-opération et rapportés dans la littérature ont été reproduis avec succès à l'aide de cette cellule expérimentale. Puis, des tests sans électrolyse, ciblant l'effet du bain électrolytique sur l'acier, ont aussi été conçus et complétés afin de ségréger l'influence des différents paramètres en jeu. L'analyse des résultats de l'ensemble de ces tests a permis de constater différents phénomènes au contact bloc-barre, dont la présence systématique de NaF et, surtout, de béta-Al[indice inférieur 2]O[indice inférieur 3]. Outre la carburation inévitable de la barre collectrice, la formation d'une couche Fe-Al a aussi été observée, favorisée par une pénétration rapide du bain électrolytique dans la cathode ainsi que par une composition de bain acide en surface de la barre. Cette couche comportait par ailleurs des cristaux de béta-Al[indice inférieur 2]O[indice inférieur 3] pouvant nuire à sa conductivité électrique. Ensuite, à des ratios de bain entre 2.5 et 4.9, une mince couche contenant les éléments Al et N peut se former en surface de la barre. Pour un bain tres basique (> 6.0), c'est plutôt une couche Na [indice inférieur 2] O qui a été observée. En conditions d'électrolyse mais sans une pénétration rapide du bain dans la cathode, du Na a pu carrément pénétrer dans la barre collectrice, préférentiellement avec le carbone. De plus, de la corrosion ainsi que des couches de fer et d'oxyde de fer peuvent se former sur la barre et potentiellement dégrader la qualité du contact électrique. \Pour la suite des travaux, des mesures de résistivité ainsi que l'analyse des échantillons industriels permettraient d'évaluer l'impact de ces phénomènes sur la qualité du contact.

Le comportement électrochimique d'une électrode de nickel en milieux aqueux faiblement alcalins (tampon H₂C0₃/HCO₃CO₃²⁻, pH 7,2-10,2) a été étudié dans le but d' identifier les processus de corrosion généralisée et localisée qu'induit un tel environnement. Dans le milieu étudié, le nickel affiche un comportement électrochimique qui n'est pas influencé par la concentration des diverses espèces en fonction du pH. L'eau et les ions hydroxyle présents en solution sont principalement responsables de la passivation du nickel, contrôlant ainsi la compétition qui survient entre la mise en solution du nickel et la formation d'un film passivant protecteur. Afin de ralentir la mise en solution d'ions métalliques de nickel, l'effet d'un inhibiteur de corrosion organique, le benzotriazole, a été étudié. De faibles concentrations, entre 10-6 et 10-3 M, suffisent pour inhiber la corrosion généralisée du nickel dans une solution tampon de carbonate. Des mesures électrochimiques ont permis de déterminer que l'espèce responsable de cette inhibition de la corrosion généralisée du nickel est le benzotriazole sous forme neutre (BTAH). Le benzotriazole s'avère cependant inefficace contre la corrosion localisée induite par les ions chlorure. Une méthode de protection anodique a été étudiée afin de combattre la corrosion localisée induite par les ions chlorure. La formation d'un film bicouche protecteur a été réalisée dans des conditions d'anodisation bien précises. La couche interne qui agit comme une barrière envers les espèces agressives, identifiée par spectroscopie Raman, est constituée de NiO, tandis que la couche externe, identifiée par la combinaison d'analyses électrochimiques et de la spectroscopie de photoélectrons X, s'avère être β-Ni(OH)₂. Le film peu soluble ainsi formé s'épaissit en fonction du temps d'anodisation.

Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont les principales responsables de décès dans le monde. L'athérosclérose est la forme la plus répandue de MCV, causée en partie et dans les cas extrêmes par l'occlusion des vaisseaux en raison du vieillissement ou des facteurs de risque. L’implantation d’un stent vasculaire est le traitement le plus efficace pour les traitements des artères sténosées, en fournissant un support mécanique pour rétablir la circulation sanguine. En considérant une période approximative d'un an pour la guérison des artères, les Métaux Biodégradables (MB) ont été proposés et développées pour la fabrication de stents. Ils sont censés se dissoudre complètement après un certain délai, offre un support mécanique temporaire, empêcher des complications à long terme. Présentant des propriétés mécaniques supérieures par rapport aux alliages à base de Mg et à base de Zn, les MB à base de Fe, en particulier les alliages binaires de Fe-Mn, sont parmi les candidats les plus appropriés pour la fabrication des stents cardiovasculaires. La fabrication des stents est un procédé multi-étape qui inclut l’extrusion, le coupe laser, des traitements thermiques, et des procédés de neutralisation, et un fini de surface. L'électrodéposition s'est déjà révélé être une méthode efficace pour la micro-fabrication telle que le stent en fer pur. Par conséquent, ce travail porte sur la conception et le développement d'un procédé d'électrodéposition pour la production d'alliages biodégradables binaires de Fe-Mn pour l'application de stents vasculaires. Dans ce projet, deux approches ont été étudiées. Dans la première, l'alliage binaire de Fe-Mn a été fabriqué par un processus d'interdiffusion entre des couches précédemment déposées de fer pur et de manganèse pur. Dans la deuxième, le co-dépôt d'alliage de Fe-Mn était visé par un dépôt simultané à partir du même électrolyte. Les deux approches aboutissent à un alliage binaire de fer et de manganèse, mais elles présentent certaines limites. Dans le premier, une couche de diffusion de quelques micromètres d'épaisseur s'est formée à leur interface, mais les surfaces extérieures ont été partiellement oxydées. Dans ce dernier, le manganèse a été déposé jusqu'à 7% en poids, mais la couche déposée souffre de faibles propriétés physiques. / Cardiovascular diseases (CVDs) are the leading reason for mortality in the world. Atherosclerosis is the most widespread form of CVD, partly caused in extreme cases by vessel occlusion because of aging or risk factors.Stenting is the most effective treatment for late atherosclerosis by providing mechanical support to re-open the arteries. It takes approximately one-year period for artery healing, so biodegradable metals (BMs) have been considered for stent manufacturing. They are supposed to dissolve completely after a specific time while providing temporary mechanical support, with imposing lower long-term complications. Showing superior mechanical properties compared to Mg-based and Zn-based alloys, Fe-based BMs, particularly binary Fe-Mn, are among the most suitable candidates for cardiovascular stents. The stent fabrication is a multi-step process that involves many steps, namely, extrusion, laser cutting, thermal treatment,neutralization processes, surface finishing. Electrodeposition has shown to be an efficient method for microfabrication, such as the pure iron stent.Therefore, this work deals with the development of an electrodeposition process for the production of binary Fe-Mn biodegradable alloys for vascular stent application. In this project, two different approaches for the development of the binary Fe-Mn alloy are explored. In the first, binary Fe-Mn alloy was approached through the interdiffusion process between the previously deposited layers of pure iron and pure manganese. In the second, however, the co-deposition of Fe-Mn alloy was aimed through simultaneous deposition from the same electrolyte. Both approaches result in binary iron and manganese alloy, but they showed some limitations. In the former, a diffusion layer of some micrometers thickness was formed at their interface, but exterior surfaces were partially oxidized. In the latter, manganese was co-deposited up to 7 wt. %, but the deposited layer suffers from low physical properties.

Les mousses métalliques synthétisées par plasma électrolytique et leur mise en forme développées au CEA présentent certains problèmes de tenue mécanique, d’homogénéité en structure et en densité, et leur porosité n’est pas encore maîtrisée. L’objectif de cette thèse est de comprendre et d’apporter des solutions à ces difficultés rencontrées lors des différentes étapes de la synthèse. Ainsi, la thèse porte sur l’étude du système dans son ensemble pour maîtriser à la fois le procédé et la structure des mousses formées.La compréhension du plasma et de son implication dans la formation de mousses métalliques passe par celle de trois phénomènes principaux : la formation de la bulle de gaz, la formation et la propagation des décharges électriques et le transfert de charges, qui conditionnent chacun la structure finale des mousses. En premier lieu, la formation et l’évolution de la bulle gazeuse ont été observées et des modifications du procédé ont permis de maîtriser cette bulle. Ensuite, l’étude des propriétés et caractéristiques physiques des mousses d’or a été réalisée en synthétisant des mousses à partir de paramètres expérimentaux variables, puis leurs propriétés physiques et structurelles ont été mesurées. L’ensemble des expériences réalisées a permis d’établir un modèle phénoménologique qui rend compte des différents mécanismes impliqués dans la formation et la croissance des brins de mousse. Différentes expérimentations menées directement sur les décharges puis sur le système dans sa globalité ont vérifié partiellement ces hypothèses. / Some troubles are noticed on the metallic foams synthesized by an electrolytic plasma process and on the way they are manufactured. Those foams present a poor mechanical resistance, their structure is lacking of homogeneity and their porosity is far from being controlled. This PhD work aims at understanding and bringing solutions to those problems for each step of the process. Thus the whole process is studied in order to control both the experimental process and the foams structure.The plasma comprehension and especially its contribution in the metallic foams formation is driven through three main phenomena: the gaseous bubble formation, the sparks formation and propagation, and the charge transfer. Each one is playing a role on the final foam structure. First, the formation of the gaseous bubble and its evolution were observed, and then the process was modified to control the bubble. Second, foams were synthesized with different process parameters and their characteristics were studied in order to highlight their influences. All those experiments led to the creation of a phenomenological model which goal is to explain the different mechanisms involved in the foam strands growth. Several experiments were carried out, some on the sparks, others on the whole system, and the hypotheses were partially proved.

Cette thèse s'est focalisée sur le développement et l'optimisation de techniques de métallisation électrochimique permettant le dépôt de métaux conducteurs, l'argent et le cuivre, par voie électrolytique ou par la technique dite LIP (Light-Induced Plating). Deux approches ont été abordées pour l'élaboration des contacts en face avant : l'épaississement de contacts sérigraphiés d'une part, et la réalisation de contacts entièrement par voie électrochimique sans recours à la sérigraphie. Pour cette dernière solution, le dépôt d'une couche d'accroche avant l'étape d'épaississement est nécessaire afin d'assurer une résistivité de contact faible, une bonne adhérence et une bonne sélectivité au travers de la couche anti-reflet. Ces objectifs ont été atteints grâce à la mise en œuvre et l'optimisation de dépôts electroless de nickel-phosphore (NiP), y compris sur émetteur peu dopé. Les investigations menées ont également permis une meilleure compréhension des mécanismes de formation du contact NiP/Si. La faisabilité des techniques de dépôt électrochimique a été démontrée pour diverses applications: cellules avec contacts électrochimiques NiP/Ag en face avant, cellules de type n, épaississement de contacts fins sérigraphiés... Des résultats très prometteurs d'amélioration de facteur de forme FF et de rendement η ont été obtenus et permettent d'envisager une ouverture potentielle vers de nouvelles structures de cellules photovoltaïques à haut rendement : cellules à émetteur peu dopé, cellules à émetteur sélectif avec ouverture laser de la couche anti-reflet, cellules à contacts arrières....

Ce projet de travail est divisé en deux études principales: (a) l'influence des certains additifs organiques sur la consommation d'énergie et la pureté du métal de zinc déposé dans le processus d'extraction électrolytique, et (b) l’électrodéposition des alliages binaires et ternaires de Fe-Mo et Fe-Mo-P sur des substrats d’acier doux afin d’agir comme cathodes pour la production de chlorate. (a) Parmi les sept différents additifs organiques examinés, les sels des liquides ioniques ont réussi à augmenter le rendement du courant jusqu'à 95,1% comparé à 88,7% qui a obtenu à partir de l'électrolyte standard en présence des ions de Sb3+. La réduction maximale de la consommation d'énergie de ~173 kWh tonne-1 a été obtenue en ajoutant de 3 mg dm-3 du chlorure de 1-butyl-3-méthylimidazolium dans le même électrolyte. La teneur en plomb dans le dépôt de zinc est réduite de 26,5 ppm à 5,1-5,6 ppm en utilisant les sels des liquides ioniques. (b) Des différents binaires Fe-Mo et ternaires Fe-Mo-P alliages ont été électrodéposés sur des substrats d’acier doux. Les alliages préparés ont une tenure en Mo entre 21-47 at.% et une tenure en P de 0 à 16 at.%. L'activité électrocatalytique de ces alliages vers la réaction de dégagement d'hydrogène (RDH) a été étudiée dans des solutions de chlorure de sodium. La réduction maximale de la surtension de RDH de ~313 mV a été obtenue par l’alliage ternaire préparé Fe54Mo30P16 par rapport à celle obtenue pour l'acier doux. La rugosité de surface et l'activité intrinsèque des revêtements de Fe-Mo-P peuvent être l'origine du comportement prometteur de ces électrocatalyseurs vers la RDH. / This work project is divided into two main studies: (a) the influence of certain organic additives on the power consumption and the purity of deposited zinc during electrowinning process, and (b) the electrodeposition of binary and ternary alloys of Fe-Mo and Fe-Mo-P on mild steel substrates to act as cathodes for chlorate production. (a) Among seven different examined organic additives, the ionic liquid salts succeeded to increase the current efficiency up to 95.1% compared to 88.7% obtained from standard electrolyte in presence of Sb3+ ions. Maximum reduction of power consumption of ~173 kWh ton-1 was observed by addition of 3 mg dm-3 of 1-butyl-3-methylimidazolium chloride to the same electrolyte. Lead content in the zinc deposit is reduced from 26.5 ppm to 5.1-5.6 ppm by using the ionic liquid salts. (b) Different binary Fe-Mo and ternary Fe-Mo-P alloys have been electrodeposited on mild steel substrates. The prepared alloys have Mo content between 21-47 at.% and P content from 0 to 16 at.%. The electrocatalytic activity of these alloys towards the hydrogen evolution reaction (HER) was investigated in sodium chloride solutions. The maximum reduction of HER overpotential of ~313 mV was achieved from the prepared ternary alloy Fe54Mo30P16 compared to that obtained from mild steel. The surface roughness and intrinsic activity of Fe-Mo-P coatings could be the origin of the promising behavior of these electrocatalysts towards the HER.

Cette étude a été motivée par les nombreux avantages du procédé de micromoulage, qui couple la croissance électrolytique et la localisation du film avec un moule en résine épaisse. Ce procédé permet en effet la réalisation de micro-objets, dont les dimensions sont uniquement dépendantes de la résolution des techniques de lithographie employées pour définir les moules en résine. Le micromoulage permet donc de réaliser des microstructures métalliques et est compatible avec la technologie MEMS. Nous avons mis en évidence l’influence de différents paramètres expérimentaux dans le cadre de l’étude de la croissance électrolytique du samarium-cobalt en solution aqueuse dans une cellule de Hull. Cette étude nous a permis de déterminer plusieurs points de fonctionnement conduisant à des teneurs en samarium et des épaisseurs élevées : jusqu'à 50 % de samarium et plusieurs microns d’épaisseur. En outre, un certain nombre d’hypothèse ont été émises, qui lient le procédé d’élaboration et le mécanisme de croissance. Nous avons aussi réussi a montré qu’il est possible de réaliser des micromotifs de plusieurs microns d’épaisseur contenant un rapport Sm/(Sm+Co) relativement élevé (10 %) et une faible contamination en oxygène (8 %). / This study was motivated by the advantags of micromolding process, which couples the electrolytic growth and location of the film with a thick resin mold. This method makes it possible the achievement of micro-objects, the dimensions of which are only dependent on the resolution of the lithographic techniques used to define the resin molds. The micromolding can therefore produce metal microstructures and is compatible with MEMS technology. We have highlighted the influence of various experimental parameters in the context of the study of the electrolytic growth of samarium-cobalt in aqueous solution in a Hull cell. this study allowed us to identified several operating points resulting in samarium contents and high thicknesses up to 50% of samarium and several microns thick. In addition, a number of hypotheses have been put forward, which link the process of development and growth mechanism. We also successfully showed that it is possible to create micropatterns of several microns thick report containing Sm / (Sm + Co) relatively high (10%) and low oxygen contamination (8%).