Inspiré par la technique couche par couche traditionnelle (LBL), Ce travail de thèse démontre le premier effort pour développer une nouvelle méthodologie pour l’auto-assemblage des multicouches sur la base des interactions hydrophobes et d'adsorption physique pour fabriquer des films composites stratifié en Polyéthylène (LLDPE) - organoargile (OMMT). Contrairement à la technique LbL électrostatique, ici, les films multicouches ont été synthétisés en partant d'un substrat de polymère non polaire/non chargé et successivement le dépôt de couches d’organo-argile apolaire et de couches de PE non polaires/non chargés avec des dépôts répétitifs qui se suivent. La variation alternative de l'angle de contact (85° en moyenne pour l’organo-argile et 107° pour les couches de PE) a confirmé la profilométrie et les résultats de la microscopie électronique à balayage, ainsi que le modèle de croissance linéaire, la formation très stratifiée réussie de bicouches répétitives composées de 450 nm couches d’organo-argiles et 2,25 µm couches de PE. Ultérieurs essais de caractérisation ont été effectués pour évaluer l'effet de la variation des principaux paramètres de processus identifiés (concentration, température, les étapes de rinçage et de séchage, et le type de solvant), sur la formation et la croissance d'épaisseur des films. En conséquence, la forte dépendance de l'auto-assemblage aux paramètres du procédé testés a été montrée par les résultats expérimentaux obtenus. Les propriétés de barrière des films multicouches ont également été évaluées par la caractérisation de la perméabilité à la vapeur d'eau, à l'oxygène (O2) et au dioxyde de carbone (CO2), ainsi que la sorption de la vapeur d'eau. Un revêtement de 5 bicouches (OMMT/PE) (~ 14 µm d'épaisseur) a réduit la perméabilité à l'O2 d'un film de PE de 160 µm d'épaisseur de 84,4% et la perméabilité au CO2 de 70%, tandis que la perméabilité a la vapeur d’eau a été réduite de 45%. Ces réductions de perméabilité obtenues par seulement l’ajout de 2,4% (v/v) de nano-argile se sont révélés être significativement plus élevée par rapport aux valeurs de réduction rapportées dans la littérature pour les nanocomposites dispersés préparés à base de PE/organo-argile. Cette connaissance peut être utilisée dans la mise en place d'une approche pour produire des micro/nanostructures stratifiés ayant des propriétés de barrière sur mesure pour l'application dans l'emballage alimentaire. / Inspired by the traditional Layer-by-Layer (LbL) assembly technique, this PhD study demonstrates the first effort to develop a novel methodology for multilayer self-assembly on the basis of hydrophobic interactions and further physical adsorption to fabricate stratified Polyethylene(LLDPE)-organoclay(OMMT) nano-enabled composite film. In contrary to the electrostatic LbL technique, here, the multilayer films were synthesized by starting from an uncharged apolar polymer substrate and successively depositing apolar organoclay and uncharged apolar PE layers with subsequent repeating depositions. The alternate variation of contact angle (85° average for organoclay and 107° for PE layers) confirmed the profilometry and the scanning electron microscopy results as well as the linear growth pattern, i.e. the successful highly stratified assembly of repetitive bilayers comprised of 450 nm organoclays and 2.25 µm PE layers. Further characterization tests were performed to evaluate the effect of the main identified process parameters (concentration, temperature, rinsing and drying steps, and solvent type) variation on the formation and thickness growth of the films. As a consequence, the high dependence of the self-assembly’s growth to the tested process parameters was showed by the obtained experimental results. The barrier properties of the multilayer films were also evaluated by characterizing the Water vapour, Oxygen (O2), and Carbon dioxide (CO2) permeability as well as the water vapour sorption. A 5-bilayer (OMMT/PE) coating (∼14 µm thick) reduced the O2 permeability of a 160 µm-thick PE film by 84.4% and the CO2 permeability by 70%, while the WVP was reduced by 45%. These permeability reductions obtained by only 2.4 v/v % of nanoclay addition level were found to be significantly greater compared to the reduction values reported in the literature for prepared blend PE/organoclay nanocomposites. This knowledge can be used in the establishment of an approach to produce stratified micro/nanostructures with tailored barrier properties for food packaging application.

De nos jours, l'intégration des opérations de désassemblage lors de la conception des produits est un enjeu crucial. On estime que dans la phase initiale de la conception d'un produit, le coût des opérations de désassemblage représente environ 30% de son coût total. Ainsi, la simulation des opérations de désassemblage de produits industriels trouve un fort intérêt pour des simulations interactives grâce à des programmes d'immersion et en temps réel. Dans ce contexte, dans un premier temps, cette thèse présente une méthode de génération des séquences de désassemblage possibles pour le désassemblage sélectif. La méthode est basée sur les niveaux les plus bas du graphe de désassemblage des produits. Au lieu de considérer les contraintes géométriques pour chaque paire de composants, la méthode proposée tient compte des contacts (relations géométriques entre les composants) et des collisions afin de générer le Graphe Géométrique de Contacts et de Désassemblage (DGCG). Celui-ci est ensuite utilisé pour la génération des séquences de désassemblage permettant ainsi de réduite le nombre de séquences possibles en ignorant les composants non liés avec la cible. Une application de simulation a été développée, intégrée dans un environnement de réalité virtuelle (RV) permettant ainsi la génération du nombre minimum de séquences possibles de désassemblage.Dans un second temps, une méthode d'évaluation des opérations de désassemblage par analyse géométrique 3D de l'amovibilité dans un environnement RV est proposée. Elle est basée sur sept nouveaux critères qui sont: la visibilité d'une pièce, les angles de désassemblage, le nombre des changements d'outils, le changement d'orientation des trajectoires, la stabilité des sous-ensembles, les angles de rotation du cou et flexion du corps. Tous ces critères sont présentés par des coefficients sans dimension calculés automatiquement par l'application développée, permettant ainsi d'évaluer la complexité des séquences de désassemblage. A cet effet, un environnement mixte de réalité virtuelle pour le désassemblage (VRDE) est développé, basé sur le langage de programmation Python, en utilisant deux bibliothèques : VTK (Visualisation Toolkit) et ODE (Open Dynamics Engine), les formats d'échange étant fichiers: STEP, WRL et STL. L'analyse des résultats obtenus démontrent la fiabilité de l'approche proposée fournissant ainsi une aide non négligeable pour l'évaluation des séquences de désassemblage lors de processus de développement de produits (PDP). Les autres conséquences de ce travail consistent à classer les critères en fonction de leur importance. A cet effet, des coefficients de modération peuvent être attribués à chacun d'eux permettant ainsi une méthode d'évaluation plus complète. / Integration of disassembly operations during product design is an important issue today. It is estimated that at the earliest stages of product design, the cost of disassembly operations almost represents 30 % of its total cost. Nowadays, disassembly operation simulation of industrial products finds a strong interest in interactive simulations through immersive and real-time schemes. In this context, in the first place, this thesis presents a method for generating the feasible disassembly sequences for selective disassembly. The method is based on the lowest levels of a disassembly product graph. Instead of considering the geometric constraints for each pair of components, the proposed method considers the geometric contact and collision relationships among the components in order to generate the so-called Disassembly Geometry Contacting Graph (DGCG). The latter is then used for disassembly sequence generation thus allowing the number of possible sequences to be reduced by ignoring any components which are unrelated to the target. A simulation framework was developed integrated in a Virtual reality environment thus allowing generating the minimum number of possible disassembly sequences. Secondly, a method for disassembly operation evaluation by 3D geometric removability analysis in a Virtual environment is proposed. It is based on seven new criteria which are: visibility of a part, disassembly angles, number of tools' changes, path orientation changing, sub-assembly stability, neck score and bending score. All criteria are presented by dimensionless coefficients automatically calculated, thus allowing evaluating disassembly sequences complexity. For this purpose, a mixed virtual reality disassembly environment (VRDE) is developed based on Python programming language, utilizing VTK (Visualization Toolkit) and ODE (Open Dynamics Engine) libraries. The framework is based on STEP, WRL and STL exchange formats. The analysis results and findings demonstrate the feasibility of the proposed approach thus providing significant assistance for the evaluation of disassembly sequences during Product Development Process (PDP). Further consequences of the present work consist in ranking the criteria according to their importance. For this purpose, moderation coefficients may be allocated to each of them thus allowing a more comprehensive evaluating method.

Submitted by João Henrique Costa (henrique@biblioteca.ufpb.br) on 2016-12-22T15:17:04Z No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 2614769 bytes, checksum: d7bbe30a1e75e204fc7eb00f5f993d53 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-22T15:17:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 2614769 bytes, checksum: d7bbe30a1e75e204fc7eb00f5f993d53 (MD5) Previous issue date: 2014-10-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The structure of assemblages may be the result of recent events (e.g., ecological interactions or resources availability), as well as historical factors (like evolutionary events). The segregation of resources may be analyzed by morphometric, dietary, microhabitats, and even acoustical data. This thesis aims to test hypotheses related to the structure of an anuran assemblage and related niche segregation by using: (1) morphometric and ecological (dietary and microhabitat) data and (2) bioacoustical data. For the first approach, we collected data from 598 individuals, from 30 species. The results showed that the assemblage is not structured in terms of microhabitat usage. However, competition among phylogenetic related species is pronounced. Besides, the assemblage presents structure regarding dietary data. This result supports the existence of avoidance by competition within the studied assemblage. The effect of phylogenetic niche conservatism is also observed for the usage of microhabitat, and for morphometric and dietary variables. Based on that, we state that the species may coexist because they segregate their niche, at least in one dimension, and that the use of some specific niche component are related to their evolutionary history. For the second approach – using acoustical variables collected from advertisement calls – it was collected data from 15 species. The result has demonstrated that the majority of species present acoustic differences in their calls. The results support our hypothesis of acoustic niche partitioning (at least moderately), corroborating other studies which assert that the acoustical niche occupancy is species-specific. / A maneira como as taxocenoses se estruturam pode ser considerada reflexo de eventos recentes (p.e., interações ecológicas ou disponibilidade de recursos), bem como dos fatores históricos (como eventos evolutivos). Essa partilha de recursos pode ser estudada por meio de morfometria, dieta, microhábitats ou mesmo dados acústicos das espécies. A presente dissertação aborda a temática de estrutura de taxocenose e a partição de nicho para anfíbios anuros por meio de: (1) caracteres morfométricos e ecológicos (dieta e microhábitat) e (2) caracteres bioacústicos. Para a primeira, foram coletados dados de 598 indivíduos, distribuídos entre 30 espécies. Os resultados das análises mostram que a taxocenose não se encontra estruturada em relação aos dados de microhábitat, porém existe uma maior competição entre espécies filogeneticamente próximas. Já para os dados de dieta, a taxocenose encontra-se estruturada, mostrando que as espécies evitam a competição. Além disso foi possível observar conservantismo filogenético para morfometria, para o nicho alimentar e o nicho de microhábitat. Esses dados mostram que as espécies coexistem pois particionam o nicho em, ao menos, alguma dimensão e que, ao menos em parte, a ocupação de determinados nichos está relacionada com a história evolutiva das espécies de anuros encontradas. Para a segunda abordagem, relacionada aos caracteres acústicos dos cantos de anúncio dos anuros, foram coletados dados individuais de 16 espécies. Os resultados das análises realizadas demonstram que a maioria das espécies apresentaram diferenças entre si, apresentando características minimamente distintas a fim de evitar a sobreposição. Esses resultados corroboram, para a maior parte das espécies, nossa hipótese que o nicho acústico encontra-se particionado, apoiando outros trabalhos que afirmam que o sinal acústico é espécie-específico e, portanto, apresentará características diferentes entre as espécies.

Orientador: Francisco Langeani Neto / Banca: Oscar Akio Shibatta / Banca: Lilian Casatti / Banca: Antonio Fernando Monteiro Camargo / Banca: Luiz Henrique Florindo / Resumo: Na planície de inundação do alto rio Paraná, lagoas marginais são viveiros naturais de espécies comercialmente importantes e habitat preferencial de peixes sedentários e de pequeno porte. No presente estudo, foram investigadas a composição e a abundância de comunidades de peixes em lagoas marginais (temporárias e permanentes) sazonalmente isoladas do rio Turvo, incluindo alterações qualitativas e quantitativas nas estações seca e chuvosa e sua relação com fatores ambientais. O material foi coletado em ambas as estações em seis lagoas marginais. As comunidades de peixes foram analisadas por meio de riqueza de espécies, diversidade e equitabilidade, similaridade qualitativa e quantitativa, e associações ecológicas entre amostras, espécies e variáveis ambientais. Foi registrado um total de 7.456 exemplares, distribuídos em 52 espécies, 40 gêneros, 19 famílias, e cinco ordens. As espécies mais abundantes foram Astyanax altiparanae, Serrapinnus heterodon, Liposarcus anisitsi, Hyphessobrycon eques, and Moenkahausia intermedia. A análise de agrupamento mostrou baixa similaridade entre as lagoas, sugerindo heterogeneidade desses ambientes. A composição e abundância das comunidades de peixes nas lagoas estudadas mostraram acentuada sazonalidade, sendo maiores os valores de riqueza e abundância obtidos na estação chuvosa. A análise de correspondência canônica revelou que temperatura da água, alcalinidade e abundância de anfíbios foram significativamente associadas à estrutura da ictiofauna. / Abstract: In the Upper Paraná River floodplain, marginal lagoons are natural nurseries of commercially important fish species and preferential habitat of sedentary and small-sized fish species. The composition and abundance of fish communities in seasonally isolated lagoons (temporary and permanent) of the rio Turvo, qualitative and quantitative changes in the dry and rainy seasons, as well as relationship with environmental factors, were investigated. The material was sampled in both seasons in six marginal lagoons. The ichthyofauna was studied through species richness, diversity, evenness, qualitative and quantitative similarities, and ecological associations between the samples and species along an environmental gradient. A total of 7,457 specimens, distributed among 52 species, 40 genera, 19 families, and five orders, were recorded. The most abundant species were Astyanax altiparanae, Serrapinnus heterodon, Liposarcus anisitsi, Hyphessobrycon eques, and Moenkahausia intermedia. Cluster analysis showed a low similarity among lagoons suggesting heterogeneity of these environments. The composition and abundance of fish communities in the studied marginal lagoons showed a remarkable seasonality, with highest values of species richness and abundance obtained in the rainy season. Canonical correspondence analysis revealed that the water temperature, alkalinity, and amphibian abundance were significantly associated with the ichthyofauna structure. / Doutor

Orientador: Tânia Marcia Costa / Resumo: Aim: Current trend of climate changes may affect biodiversity by shifting species distributions patterns. Uca crabs, keystone species of intertidal estuarine sediments, are supposed to shift their spatial distribution by poleward displacement as a response of global warming. We develop and test models assessing whether the entrance of a new fiddler crab species, which directly affects the diversity and abundance of keystone species, may affect the structure and functioning of meiobenthic communities in intertidal areas. Location: The southern Atlantic coastal zone of South America. Methods: We used replacement series and partial additive design in indoor mesocosms experiments, manipulating the diversity and density of keystone species. Experiments lasted for 20 days and then sediment samples were taken for meiofaunal analysis. The effect of keystone species was quantified by structural and functional univariate descriptors and structure of multivariate meiofaunal communities. We utilized permutational analysis of variance (PERMANOVA) to assess differences in nematodes assemblages among treatments. Results: Nematodes were the most abundant meiofaunal group at both experiments. At the replacement series experiment, the dominant genera of nematodes were Microlaimus, Terschellingia, and Anoplostoma. Increasing keystone species diversity did not affect the structure of nematodes assemblage, however it affected the functioning by reducing predators/omnivores nematodes. Micro... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Objetivo: A atual tendência de variações no clima pode afetar a biodiversidade, alterando os padrões de distribuição de espécies. Caranguejos do gênero Uca, espécies-chave comuns em ambientes estuarinos entre-marés, estão sujeitos a mudanças em sua distribuição espacial por deslocamento em direção aos pólos, como resposta ao aquecimento global. Nós desenvolvemos e testamos modelos para avaliar se a entrada de uma nova espécie de caranguejo de violinista, o que afeta diretamente a diversidade e abundância de espécies-chave, pode afetar a estrutura e funcionamento das comunidades meiobenticas em áreas entre-marés.Localização: Zona costeira do Atlântico sul.Métodos: Foram utilizados os modelos de substituição e de adição parcial de espécies em experimentos de mesocosmos, manipulando a diversidade e densidade de espécies-chave. Os experimentos duraram 20 dias e, em seguida, amostras de sedimentos foram coletadas para análise da meiofauna. O efeito de espécies-chave foi quantificada pelos descritores univariados estruturais e funcionais e a estrutura multivariada das comunidades de meiofauna. Utilizamos a análise permutacional de variância (PERMANOVA) para avaliar as diferenças na assembleia de Nematoda entre os tratamentos.Resultados: Os Nematoda foram o grupo mais abundante da meiofauna em ambos os experimentos. No experimento substitutivo, a gêneros dominantes de Nematoda foram Microlaimus, Terschellingia e Anoplostoma. O aumento da diversidade de espécies-chave não afet... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

The Chabarovice coal mining pit arose by flooding the former strip mine area for brown coal. After filling, the pit area should reach about 225 hectare, total volume of water 34.4 mil. m3, average depth 15,6 meters with maximum of 23,3meters. It is assumed that the pond and adjacent areas will be used for recreation usage after completion of recultivation and ground shaping. I have performed the investigations in June and in August 2004 - 2005, using basic ichthyological methods. The data about recruitment were collected by the littoral seine net and adult fish (older than one year) were investigated by gillnets nets. Fish was determinated to genus, individually measured by slide caliper (fry) and by measuring plate (adult fish). The lenght of fish body (SL-standart lenght) was measured in millimeters and fish were weighted separately (W v g). In the year 2005, also scales were taken from individual fish for the age assesment. Obtained data were processed with regard to performed biomanipulation measures in individual sectores. Nine fish species and one hybrid were recorded by the monitoring with gillnets nets. The most numerous fish were juveniles and adults of rudd with SL 74 {--} 300 mm and the weight up to 618 g. The fish species with the strongest impact upon the pit ecosystem function is conitnuously the perch with the dominance of individuals with SL 46 to 337 mm and weight zup to 850 g.

La perte de biodiversité due à la destruction des écosystèmes est un des défis majeurs de notre temps. Dans ce cadre, l‘identification des mécanismes régissant l’assemblage des communautés de plantes est une étape cruciale pour comprendre leur fonctionnement. L’étude des caractéristiques morpho-physiologiques des organismes qui influencent leur performance (traits fonctionnels), permet, en théorie, de comprendre et de mesurer l’amplitude des mécanismes qui déterminent la composition des communautés. L’utilisation de méthodes combinant à la fois cette approche fonctionnelle et une autre basée sur les distances phylogénétiques entre espèces connait un succès croissant. Par ailleurs, l’importance de la variabilité des traits au sein des espèces est de plus en plus mise en avant pour expliquer les interactions entre organismes ainsi qu’avec leur environnement. Bien que l’étude des mécanismes d’assemblage des communautés par l’utilisation des traits fonctionnels soit maintenant populaire en écologie, les communautés de plantes se développant sur des sols enrichis en éléments traces métalliques (ETM) restent quasiment inexplorées de ce point de vue. Dans la région du Haut-Katanga (sud-est de la République Démocratique du Congo), une anomalie géologique a produit des collines sur lesquelles des gradients naturels en cuivre et en cobalt ont sélectionné une végétation tout à fait originale. De la base au sommet de ces « collines de cuivre », les teneurs en cuivre varient de 10 à plus de 10 000 mg.kg-1 et celles en cobalt de 10 à plus de 1000 mg.kg-1 dans le sol. On observe le long de ces gradients plusieurs communautés végétales contrastées comprenant plusieurs taxa endémiques. Cependant, ces écosystèmes sont parmi les plus menacés sur la planète, l’exploitation minière du cuivre et du cobalt détruisant totalement leurs végétations. Dans cette thèse, j’étudie l’amplitude de la variation fonctionnelle dans ces communautés, les patterns de diversité fonctionnelle et phylogénétique ainsi que les covariations entre traits, sur base de plusieurs indices uni- et multivariés, le long d’un gradient d’ETM. De plus j’évalue la contribution de la variabilité intraspécifique des traits à la variation fonctionnelle des communautés ainsi que l’importance de la variation populationnelle pour comprendre la variation intraspécifique chez une espèce à large niche. Le long du gradient d’ETM, on remarque une variation de l’importance des mécanismes d’assemblage :sur les sols pauvres en ETM, une grande diversité de stratégies fonctionnelles permet la coexistence des espèces dans des conditions de compétition intense pour les ressources. Sur les sols riches en ETM, un filtre environnemental imposé par les particularités édaphiques sélectionne un sous ensemble de valeurs et des combinaisons de traits fonctionnels permettant la survie dans ces conditions. Bien que la majorité des espèces possède une niche restreinte le long du gradient d’ETM, quelques unes possèdent une large niche réalisée. Celles-ci peuvent montrer des variations importantes de valeurs de traits en réponse au gradient local d’ETM mais également des variations populationnelles. Une part de cette variation intraspécifique pourrait être d’origine génétique, la toxicité du métal représentant un filtre environnemental puissant, même à courte distance. La mise en place d’expériences de transplantation et l’étude de la diversité génétique des populations permettraient de confirmer les hypothèses soulevées par ce travail. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

abstract: This dissertation research investigates both spatial and temporal aspects of Bronze Age land use and land cover in the Eastern Mediterranean using botanical macrofossils of charcoal and charred seeds as sources of proxy data. Comparisons through time and over space using seed and charcoal densities, seed to charcoal ratios, and seed and charcoal identifications provide a comprehensive view of island vs. mainland vegetative trajectories through the critical 1000 year time period from 2500 BC to 1500 BC of both climatic fluctuation and significant anthropogenic forces. This research focuses particularly on the Mediterranean island of Cyprus during this crucial interface of climatic and human impacts on the landscape. Macrobotanical data often are interpreted locally in reference to a specific site, whereas this research draws spatial comparisons between contemporaneous archaeological sites as well as temporal comparisons between non-contemporaneous sites. This larger perspective is particularly crucial on Cyprus, where field scientists commonly assume that botanical macrofossils are poorly preserved, thus unnecessarily limiting their use as an interpretive proxy. These data reveal very minor anthropogenic landscape changes on the island of Cyprus compared to those associated with contemporaneous mainland sites. These data also reveal that climatic forces influenced land use decisions on the mainland sites, and provides crucial evidence pertaining to the rise of early anthropogenic landscapes and urbanized civilization. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Geography 2013

Les métamatériaux sont des matériaux artificiels, formés par l’assemblage de nano-résonateurs, qui ont la capacité d’interagir avec les ondes qui les traversent et de conférer des propriétés inaccessibles aux matériaux homogènes. Afin de fabriquer de tels métamatériaux agissant dans le domaine du visible, un contrôle précis de l’organisation des résonateurs à l’échelle nanométrique est requis. Dans ce projet nous avons donc élaboré des voies de fabrication de type bottom-up, en organisant de façon anisotrope des nanoparticules d’or (AuNPs), qui sont des résonateurs du fait de leurs propriétés plasmoniques, dans un film de copolymères à blocs poly(styrène)-b-poly(vinylpyridine) (PS-b-PVP) nano-structuré en rangées de cylindres de PVP perpendiculaires au substrat.Au cours de ce projet, nous avons élaboré des routes de formulation permettant de produire des films de phase cylindrique hexagonale de copolymères alignés contenant des nanoparticules d’or. L’orientation des cylindres perpendiculaires au substrat a été obtenue en déposant le copolymère grâce à un solvant neutre dont la composition dépend de la fraction volumique en PVP du copolymère. La structure des films avec et sans nanoparticules a été caractérisée par microscopie et diffusion des rayons X en incidence rasante (GISAXS). Plusieurs méthodes d’incorporation des nanoparticules d’or ont été étudiées, soit en synthétisant les nanoparticules au sein du copolymère, en solution avant dépôt ou directement dans le film organisé ; soit en incorporant des nanoparticules pré-formées, en solution de copolymère ou dans le film déposé. Dans le cas de la synthèse in situ, nous avons formé les AuNPs par réduction chimique ou physique (sonication, radiolyse) d’un sel d’or dans le copolymère. L’incorporation des AuNPs pré-formées, elle, a été réalisée grâce à la fonctionnalisation des AuNPs ou par un traitement du film de copolymère afin de faciliter l’insertion des AuNPs. / Metamaterials are artificial materials, made from the assembly of nano-resonators, which can interact with incoming waves and get properties unknown for homogeneous materials. In order to fabricate metamaterials with an effect over visible light, a precise control over the organization at the nanoscale is required. The goal of this project was then the use of bottom-up approaches to achieve the anisotropic organization of gold nanoparticles (AuNPs), which are resonators due to their plasmonic properties, into a poly(styrene)-b-poly(vinylpyridine) block copolymer film, with a nanostructuration in arrays of PVP cylindrical domains perpendicular to the substrate.During this work, we investigated routes for the fabrication of copolymer films containing ordered gold nanoparticles in a hexagonal cylindrical phase. The orientation of the cylinders normal to the substrate was obtained by casting the copolymer with a neutral solvent whose composition was found dependent on the volumic fraction of PVP in the copolymer. The film structure with and without AuNPs was characterized by microscopy and Grazing-Incidence Small-Angle X-rays Scattering (GISAXS). Several incorporation methods for the insertion of AuNPs were studied, either by the in situ synthesis of the nanoparticles in solution before casting or directly into the ordered film; or by incorporating pre-formed AuNPs in the copolymer solution or in the film as-cast. In the case of the in situ synthesis, the AuNPs were formed by chemical or physical (sonication, radiolysis) reduction of a gold salt in the copolymer. The incorporation of pre-formed AuNPs was, achieved thanks to the functionalization of the AuNPs or by a treatment of the copolymer film in order to facilitate the insertion of the AuNPs.

Le sujet principal de ces travaux de thèse concerne la synthèse et la caractérisation de nouveaux matériaux membranaires bioinspirés dont la fonction première est le transport dirigé d'espèces chimiques. La réalisation de ces systèmes est basée sur l'auto-assemblage de briques élémentaires (moléculaires, polymériques) dont les propriétés vont induire la création de chemins de transport directionnels au sein des nouveaux matériaux. Tout d'abord, la synthèse de nouveaux composés bola-amphiphiles a tout d'abord été présentés. Ces derniers ont ensuite été étudiées par spectroscopie de fluorescence et par diffusion dynamique de la lumière ont permis de mettre en évidence leur capacité à former des canaux ioniques, des canaux protoniques et des canaux d'eau au sein d'une bicouche lipidique. Une seconde étude a consisté en l'élaboration de nanomatériaux membranaires mésoporeux. Ces derniers ont été fonctionnalisés par des groupements hydrophobes afin de permettre le confinement de composés au sein des mésopores via des interactions de van der Waals. Enfin ,une dernière étude a porté sur la l'élaboration de matériaux membranaires à base d'Aquaporines artificielles dans le but d'obtenir un matériau permettant un transport dirigé d'eau au travers de la membrane. / The main topic of this thesis concerns the synthesis and characterization of novel bioinspired membrane materials whose primary function is the transport of chemical species directed . The realization of these systems is based on the self-assembly of building blocks ( molecular , polymeric ) whose properties will induce directional transport in new materials.First, the synthesis of new bola - amphiphilic compounds was shown . They were then examined by fluorescence spectroscopy and dynamic light scattering allowed to highlight their ability to form ion channels, proton channels and water channels in a lipid bilayer.A second study involved the development of mesoporous nanomaterials membrane. These have been functionalized with hydrophobic groups to allow the confinement of the compounds in the mesopores via van der Waals interactions.Finally, a recent study has focused on the development of materials membrane based on artificial Aquaporins in order to obtain a material to transport water directed through the membrane.