Les propriétés optiques et vibrationnelles du PEDT et de certains dérivés sont étudiées, au moyen de spectroscopies optiques : diffusion Raman, absorption infrarouge, absorption optique. Ces résultats permettent d'interpréter les modifications de structure électronique qui se produisent le long de la chaîne polymère lors du dopage électrochimique, et d'en proposer un mécanisme. Nous présentons tout d'abord une étude optique du polymère synthétisé par voie électrochimique, puis celle des propriétés d'un polymère résultant d'une synthèse chimique. Nous présentons également l'étude du polymère synthétisé à l'état neutre. Ensuite sont présentées la synthèse d'un composé intrinsèquement soluble, comportant une chaîne alkyle avec 14 carbones, et l'étude de ses propriétés optiques, afin de dégager l'influence de la chaîne latérale sur ces propriétés. Des calculs de dynamique moléculaire sont effectués afin de permettre une interprétation en termes de modes de vibrations de ces expériences, ce qui conduit alors à la proposition d'un mécanisme d'oxydation des polymères. L'étude de l'influence du groupement latéral sur les propriétés du polymère a été poursuivie sur d'autres dérivés comportant cette fois-ci une chaîne alkoxy. Enfin, nous présentons la synthèse de nanotubes de PEDT ainsi que les premiers résultats obtenus dans cette nouvelle orientation.

Dans l'objectif d'améliorer la mise en forme des polymères semi-conducteurs tels que le poly (3,4-éthylènedioxythiophène) et la polyaniline, nous avons développé leur synthèse par polymérisation en dispersion de leurs monomères respectifs en utilisant le poly(oxyde d'éthylène), le poly (vinyl alcool), le poly [(N-vinylpyrrolidone)-co-(vinyl alcool)] et le poly [(N-vinylpyrrolidone)-b-(vinyl alcool)] comme stabilisants réactifs dans des milieux dispersants aqueux. Des nano-objets de nature et de structure bien définis ont été obtenus. Afin de moduler la conductivité et les propriétés opto-électroniques de ces nano-objets, leurs composites avec des métaux tels que l'or, l'argent et le cuivre ont été préparés en utilisant les sels métalliques correspondants comme co-oxydants au cours de la polymérisation en dispersion. La morphologie des nano-objets a notamment été évaluée par Microscopie Electronique en Transmission, Microscopie Electronique à Balayage, et Microscopie à Force Atomique. Le nature cœur-écorce de ces nano-objets, le niveau de dopage et la présence de métaux dans les nano-composites ont été examinés par spectrométrie de photoélectrons induits par rayons X. / With the objective to improve the processability of “stiff” semi-conducting polymers, well defined poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and polyaniline core-shell nano-objects were synthesized by dispersion polymerization of their respective monomers using poly(ethylene oxide), poly(vinyl alcohol), poly[(N-vinylpyrrolidone)-co-(vinyl alcohol)] and poly[(N-vinylpyrrolidone)-b-(vinyl alcohol)]-based reactive stabilizers in aqueous dispersant media. In order to improve the conductivity and opto-electronic properties of these nano-objects, their composite with gold, silver and copper were prepared using the metal salts as co-oxidants during dispersion polymerization. The morphology of the nano-objects was observed by microscopy analyses such as Transmission Electron Microscopy, Scanning Electron Microscopy, and Atomic Force Microscopy. The core-shell nature of these nano-objects, doping level and the presence of metals in the nano-composites were examined by X-rays Photoelectron Spectroscopy.

L'objectif de cette thèse est l'élaboration d'un dispositif électro-émissif (DEE) à base de poly(3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDOT), obtenu par électropolymérisation, pouvant être envisagé pour une application de régulation thermique des satellites. Pour une meilleure compréhension du comportement optique du PEDOT dans l'IR, des couches modèles ont été élaborées avant la réalisation d'un dispositif complet.La première partie de ce travail a permis de caractériser des couches modèles de PEDOT obtenues par synthèse électrochimique sur ITO dans deux sels différents : le perchlorate de lithium (LiClO4) et le bis-trifluorométhylsulfonylimide de lithium (LiTFSI) dans l'acétonitrile (ACN) comme solvant. La morphologie, la conductivité électronique et les propriétés de réflectivité dans l'IR (gamme de longueur d'onde 8-20µm) du PEDOT ont été étudiées en fonction de l'état d'oxydation du PEDOT. La réflectivité dans l'IR du PEDOT à l'état dopé diminue fortement lorsque la rugosité augmente. Ceci a été attribué à l'augmentation du coefficient d'absorption pour une surface rugueuse comme cela a déjà été reporté pour les métaux. De plus, pour une morphologie identique, il a été montré que la réflectivité des couches modèles de PEDOT évolue avec la conductivité électronique de la même manière, quel que soit le sel utilisé ou la méthode d'élaboration des films. A l'état dopé, les films ont pu être décrits par le modèle de Drude, confirmant le caractère pseudo-métallique du PEDOT. Enfin, un pourcentage de réflectivité maximal de 67% a été obtenu à l'état oxydé et de 21% à l'état réduit, ces résultats donnent une idée des performances pouvant être atteintes dans les DEE à base de PEDOT.La seconde partie de ce travail a permis l'incorporation du PEDOT par électropolymérisation au sein d'une matrice hôte à base de réseau interpénétré de polymère (RIP) combinant le caoutchouc nitrile(NBR) et le poly(oxyde d'éthylène) (POE). Le DEE obtenu est basé sur une architecture tricouches "monobloc". Ainsi, la réalisation d'un DEE à base de RIP conducteur où le PEDOT est incorporé par électropolymérisation simultanément dans les deux faces du dispositif a été validée avec succès. Une fois gonflé d'électrolyte (LiClO4 dans le carbonate de propylène), les propriétés de réflectivité dans l'IR des dispositifs ont été comparées à celles des DEE dans lesquels le PEDOT est synthétisé chimiquement. Les propriétés de réflectivité dans l'IR et de conductivité électronique ont été corrélées de la même manière que pour les couches modèles, prouvant que le comportement du PEDOT varie peu quel que soit la méthode ou le support de synthèse utilisés. / The aim of this work is the elaboration of an electro-emissive (EED) device based on electropolymerized poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) for thermal control of satellites. PEDOT layers were prepared before the realization of the device in order to have a better understanding of the PEDOT optical behavior in the IR range.In the first section of this work, PEDOT model layers obtained on ITO electrodes using lithium perchlorate (LiClO4) or lithium bis-trifluoromethylsulfonylimide (LiTFSI) as supporting electrolytes and acetonitrile (ACN) as solvent were characterized. Morphology, electronic conductivity and IR reflectance properties (in the wavelength range 8-20 µm)were studied as a function of the PEDOT doping state. The IR reflectivity of doped PEDOT decreases drastically upon increasing surface roughness. This was attributed to enhanced absorption in the same way as reported for metallic surfaces. In addition, for the same morphology, the IR reflectivity is shown to follow the same trend as a function of the electronic conductivity for both salts. In the oxidized state, the layers can be described by the Drude model, confirming quasi-metallic behavior of PEDOT. Finally, the highest and lowest reflectance obtained for these PEDOT layers is 67% in the doped state ant 21% for the dedoped state respectively, which opens up interesting perspectives in terms of performances for the PEDOT-based EED.In the second part of this work, PEDOT was incorporated by electropolymerization in a host matrix based on interpenetrated polymer network (IPN) combining nitrile butadiene rubber (NBR) and poly(ethylene oxide) (PEO). The obtained EED is based on a monoblock architecture similar to a three-layer device. Thus, the elaboration of conducting IPN based EED by electropolymerization of EDOT has been made simultaneously on both faces of the device. Once the system is swollen by an electrolyte (LiClO4 in propylene carbonate), reflectivity properties of the devices were compared to those obtained by chemical oxidative polymerization of EDOT within the matrix. IR reflectivity and electronic conductivity properties were correlated following the same trend as in PEDOT layers, this means that PEDOT behavior remains the same whatever the synthesis conditions or the electrodes used for electropolymerization.