Cette thèse présente l'élaboration et l'étude de nanofils ferromagnétiques de cobalt, nickel et d'alliages cobalt-nickel épitaxiés en matrice de titanate de strontium et de baryum. Les fils sont élaborés par auto-assemblage lors de dépôts séquentiels par ablation laser pulsé. Tout d'abord, les paramètres de croissance permettant de contrôler le diamètre des fils et leur densité sont mis en évidence en modélisant la croissance de l'hétéro-structure par simulations Monte-Carlo cinétique. Ensuite, on montre que les fils sont dilatés axialement et relaxés radialement. L'origine de l'état dilaté est expliquée en adaptant le modèle de Frenkel-Kontorova à notre situation et les inhomogénéités de déformation des nanofils sont décrites en analysant des cartographies de l'espace réciproque. La dilatation crée une anisotropie magnétique, par couplage magnéto-élastique, qui, dans le cas du nickel, peut compenser l'anisotropie de forme des fils. Enfin, pour des fils de Co0.4Ni0.6 de diamètre supérieur à quatre nanomètres, la température de blocage de l'assemblée de fils est supérieure à la température ambiante et la barrière d'énergie du renversement magnétique est de l'ordre d'un électronvolt, ce qui est intéressant pour d'éventuelles applications, par exemple en enregistrement de données. / In this PhD thesis, we study the growth and the properties of ferromagnetic nanowires made of cobalt, nickel and cobalt-nickel, embedded in a matrix made of of strontium and baryum titanate. The nanowires are grown taking advantage of self-assembly processes occurring during sequential pulsed laser deposition. First, we model the growth with a kinetic Monte-Carlo code to highlight the parameters that control the diameter and the density of the nanowires. Then, it is shown that the nanowires are strained along their axis, and relaxed perpendicular to it. The origin of the strained state is explained in the framework of the Frenkel-Kontorova model, and its inhomogeneities are described through analysis of mappings of the reciprocal space. Furthermore, it is shown that the strain is high enough to shift the magnetic easy axis of the nickel nanowires, through magneto-elastic coupling. Finally, for Co0.4Ni0.6 nanowires with a diameter greater than four nanometers, the blocking temperature of the assembly is above room temperature and the energy barrier for the magnetic reversal of the nanowires is of the order of one electronvolt. This is interesting for potential applications in data storage, for example.

L'adsorption de protéine sur une surface artificielle solide est un phénomène fondamental qui détermine la réponse biologique d'un organisme vivant entrant dans n'importe quel matériel d'implant. Donc, l'adaptation de surfaces pour l'adsorption de protéine contrôlée est au coeur de beaucoup de champs de recherche d'aujourd'hui incluant la science de matériels et la biotechnologie. Dans ce contexte, les matériels sensibles de stimulus qui peuvent changer leurs propriétés comme une réponse à une petite monnaie dans leur environnement physicochimique attirent un grand intérêt comme ils permettent la création de surfaces avec des propriétés commutables pour le contrôle d'adsorption de protéine. Dans cette thèse, nous faisons un rapport sur la conception et l'élaboration de films minces sensibles de stimulus multi et de nanotubes. À cette fin, nous avons employé la couche-par-couche robuste et polyvalente… / Protein adsorption on a solid artificial surface is a fundamental phenomenon that determines the biological response of a living organism entering any implant material. Therefore, tailoring surfaces for controlled protein adsorption is at the heart of many of today's research fields including biotechnology and materials science. In this context, stimuli-responsive materials that are able to change their properties as a response to a small change in their physico-chemical environment are attracting a great interest as they allow the creation of surfaces with switchable properties for the control of protein adsorption. In this thesis, we report on the design and elaboration of multi stimuli-responsive thin films and nanotubes. For this purpose, we employed the robust and versatile layer-by-layer (LbL) assembly technique to incorporate block copolymers made of poly(acrylic acid) PAA and poly(N-isopropylacrylamide) PNIPAM with tunable and well-controlled block lengths. The combination of ellipsometry, quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (QCM-D), surface plasmon resonance (SPR) and infrared data reveal the possibility to build up (PAH/PAA-b-PNIPAM)n multilayers. The stimuli-responsive properties of these LbL films were examined by monitoring the adsorption of proteins by means of QCM-D and fluorescence measurements, while varying (i) temperature, (ii) pH, (iii) ionic strength, or (iv) a combination of the above parameters. It appears that all these stimuli strongly influence the amount of adsorbed proteins. In short, these new PNIPAM block copolymer-based LbL coatings are easy to build on substrates of various nature and geometry (including nanoporous membranes).

Ce travail de thèse concerne le développement de nouvelles architectures hôte et invité à base de polysaccharide et leur application dans la conception de nanoparticules molles à structure hiérarchique et d’hydrogels supramoléculaires pour l’encapsulation et la libération de médicaments. Dans la première partie du manuscrit, nous décrivons une voie de synthèse de polymères hôtes et invités comprenant des chaînons espaceurs poly(éthylène glycol) hydrophile (PEG) entre le squelette de dextrane et soit le groupement b-cyclodextrine (bCD)(polymère hôte) ou le groupement adamantane (Ada) (polymère invité). La présence des bras espaceurs PEG a conduit à une amélioration substantielle de la disponibilité des groupes Ada du polymère invité par rapport à la situation avec un bras espaceur court et hydrophobe. Nous avons ensuite étudié la formation de nanoassemblages entre les différents types de polymères hôtes et invités. Une fois de plus, les espaceurs PEG ont eu un impact significatif sur la taille et la structure interne des nanoassemblages. La deuxième partie de ce travail décrit la synthèse d’une nouvelle série de dextranes greffés par des chaînons PEG et Ada, préparés par réactions de cycloaddition d'azoture-alcyne catalysées le cuivre (I) (CuAAC). Les degrés substitution (DS) en chaînons PEG greffés (5000 g/mole) sont de l’ordre de 20 mol.% tandis que les DS par les groupements Ada sont variés de 0 à 10 mol.%. L’affinité de ces polymères pour la bCD native, ainsi que leur capacité à former des couches superficielles avec des polymères de b-cyclodextrine (pbCD et pbCDN+), s'avèrent dépendre fortement du DS en groupements Ada, ce qui résulte de la coopérativité des interactions impliquées. Dans la dernière partie, nous avons décrit une stratégie de modification non covalente de microgels sensibles à la température à base de poly (N- isopropylacrylamide) (pNIPAm), pour les recouvrir d’une couronne de pbCDN+. Cette stratégie s'appuie sur l’auto-assemblage électrostatique entre pbCDN+ et les chaînes de poly(acide acrylique) chargés négativement (pAAc) et greffées à la surface des microgels. Dans le cas d’une charge globalement neutre des microgels pNIPAm/bCDN, la stabilisation colloïdale a pu être réalisée à l’aide de dextranes greffés (PEG, Ada) en utilisant une procédure d’assemblage hiérarchique. Enfin, à l'aide de dextrane modifié par des groupements Ada (DT-Ada), les microgels pNIPAm/bCDN ont pu être associés pour produire des hydrogels 3D hiérarchiques (10wt %). Leur température de transition sol-gel est décalée vers le bas pour atteindre la gamme des températures physiologiques (37-41°C) par rapport à celle observée dans un hydrogel hôte-invité uniforme bCDN/DT-Ada (51°C) / This PhD work is based on the development of new architectures of polysaccharide-based host and guest polymers and their application in the design of hierarchically structured soft nanoparticles and supramolecular hydrogels with interesting drug delivery profiles. In the first section of the manuscript we describe a synthetic pathway to host and guest polymers with hydrophilic poly(ethylene glycol) PEG spacer between the dextran backbone and either b-cyclodextrin (bCD) host or adamantane (Ada) guest grafted groups. The presence of the PEG spacer led to a substantial improvement of the availability of Ada groups of the guest polymer as compared to its counterpart, where Ada are linked to the backbone with a short hydrophobic spacer. This was followed by the study of nanoassemblies formation between the different types of host and guest polymers. Once again, PEG spacer had a significant impact on the size and internal structure of the resulting nanoassemblies. The second part of this work describes synthesis of a series of new (PEG, Ada)-grafted dextrans prepared by copper(I)-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC). The degrees of substitution (DS) by PEG grafts (5000 g/mole) are close to 20 mol% while the DS by Ada-groups are varied from 0 to 10 mol.%. The affinity of these polymers to monomeric bCD, as well as their ability to form superficial layers with b-cyclodextrin polymers (pbCD, pbCDN+), are strongly dependent on the DS by Ada, giving an indication of cooperativity effects between them. In the last part we described a strategy to a non-covalent modification of thermoresponsive poly(N-isopropylacrylamide) (pNIPAm)-based microgels with a pbCDN+ host polymer shell. It uses on electrostatic self-assembly between pbCDN+ and negatively charged poly(acrylic acid) (pAAc) chains grafted to the surface of microgels. The resulting pNIPAm/bCDN microgels with neutral overall charge could be colloidally stabilized with (PEG, Ada)-grafted dextrans via a hierarchical self-assembly procedure. Finally, using Ada-modified dextrans (DT-Ada), pNIPAm/bCDN microgels could be physically cross-linked to yield hierarchical 3D hydrogels (at 10 wt%). Their gel-sol transition temperature is shifted down to the physiological temperature range (37-41°C) as compared to uniform pbCDN/DT-Ada host-guest hydrogels (51°C

Nous présentons dans cette thèse une utilisation de la structure dite de stries huileuses présente lors de la compétition entre deux ancrages antagonistes de part et d’autre d’un film sub-micrométrique de cristal liquide en phase smectique pour réaliser le contrôle à l’échelle individuelle de l’orientation d’émetteurs de photons unique ainsi que de l’auto-organisation ultérieure lorsque la concentration est augmentée. La morphologie interne de cette structure est étudiée à l’aide d’observations en microscopie optique polarisée, d’ellipsométrie et de diffraction de rayons X. L’analyse de ces résultats mène au modèle présenté en fin de chapitre 2 caractérisé par la formation d’un réseau de défauts topologiques orientés. Ces stries huileuses sont ensuite utilisées pour permettre l’alignement à l’échelle individuelle de particules semi-conductrices, des dots-in-rods de CdSe:CdS, suivant l’axe principal des défauts. Le chapitre 3 présente l’insertion des particules et la mesure de l’orientation de leur dipôle associé ainsi que celle du degré de polarisation. Le chapitre 4 discute du comportement des particules pour une concentration élevée, avec outre leur orientation leur auto-organisation au sein des stries huileuses. Nous faisons une analyse statistique de la densité des amas formés à la surface d’un échantillon et des informations résultant de la structure des amas sur l’organisation des défauts dans différentes situations. On observe un alignement des nanoparticules à l’échelle unique et en amas, ainsi qu’un maintien ou un renforcement du degré de polarisation mesuré, montrant une auto-organisation des amas favorisant l’interaction entre les dipôles des particules. / This thesis discusses the use of a liquid crystal structure, called oily streaks, formed by the competition of two antagonist anchoring on each side of a submicrometric liquid crystal layer, to achieve the self-alignment and, for higher concentration, the organization, of single photon emitters on an individual scale. We discuss the internal layout of these oily streaks through measurements done in polarized optical microscopy, ellipsometry and X-ray diffraction analysis. These data sets are correlated in chapter 2 into a description of the internal structure of the oily streaks, characterized by the formation of a pattern of oriented topological defects, and an analysis of their behaviour. These streaks are then used as a template to align single photon emitters, CdSe:CdS dot-in-rods, on an individual scale alongside the main axis of the defects. We measure the alignment of their dipoles as well as their degree of polarization in order to discuss the behaviour of the particles in the topological defects of the oily streaks. The last chapter presents a statistical analysis of the behaviour of nanoparticles in oily streaks once their concentration is increased, depending on their size in number of particles as well as the characteristics of the structure in which the single particles or the clusters are trapped. We use these elements to further our understanding of the layout of oily streaks in different thicknesses and configurations as we observe the alignment phenomenon both with single particles and clusters, as well as, for the clusters, a similar or superior degree of polarization compared to single particles, indicating an interaction between the particles’ dipoles.

Un intérêt scientifique croissant dans les cristaux liquides (LC) est née de leur capacité à guider l'assemblage des colloïdes1,2 et des nanoparticules (NPs)3-8 en configurations spatiales bien définies. Dans cette thèse, nous avons étudié les LC smectiques A (SmA) qui produisent 1D et 2D modèles de défauts de taille nanométrique9 avec sub-micrométrique périodicité et sont capables d'assembler des NP dans des structures ordonnées par défaut/NP interactions. La thèse a été axé sur deux tâches principales: l'élaboration d'une méthode fiable pour motifs de défaut de la création avec la symétrie et la périodicité prédéfinie qui peut être réglé par des champs électriques appliqués; assemblage NPs de nature différente, la taille et la forme en structures ordonnées dans accordable LC tableaux de défauts. Dans ce mémoire, nous avons montré que les modèles de défauts 1D et 2D peuvent être créés soit par variation de l'épaisseur du film à cristaux liquides en l'absence de champ électrique externe, ou en appliquant le champ à une épaisseur donnée. La morphologie de motif est déterminée par l'épaisseur de la région confinée, où le directeur de LC de rotation perpendiculaire à l'orientation parallèle à des substrats. Dans les cellules hybrides SmA/NP NPs anisométriques alignent le long de la directrice en l'absence de défauts, mais alignent parallèle à la ligne des défauts10 dans le noyau de défaut. Un champ électrique appliqué à la ligne normale de défaut de contestation de l'interaction des particules anisotropes défaut et peut conduire à une orientation perpendiculaire, en fonction du type et de la taille des particules. Ajout sphériques NPs d'or à SmA LCs conduit à la déstabilisation des domaines de défauts linéaires, la stabilisation de bandes striées et empêche l'agrégation même pour une grande concentration de NPs d'or dans les cellules hybrides. / An increasing scientific interest in liquid crystals (LCs) has arisen from their ability to guide the assembly of colloids and nanoparticles (NPs) into well-defined spatial patterns. In this thesis we have studied the smectic A (SmA) LCs which produce 1D and 2D patterns of nanometer size defects with sub-micrometer periodicity and are capable to assemble NPs into ordered structures via defect/NP interactions. The dissertation was focused on two main tasks: developing a reliable method for creation defect patterns with predefined symmetry and periodicity which can be tuned by applied electric fields; assembling NPs of different nature, size and shape into ordered structures within tunable LC defect arrays. In this thesis we have shown that 1D and 2D defect patterns can be created either by varying the LC film thickness in the absence of external electric field, or by applying the field at a given thickness. The pattern morphology is determined by the thickness of the confined region, where the LC director rotates from normal to parallel to the substrates orientation. In SmA/NPs hybrid cells anisometric NPs align along the director in the absence of defects but align parallel to line defects within the defect core. An electric field applied normal to the defect line challenges the anisotropic particle-defect interaction and may lead to perpendicular orientation, depending on the particle type and size. Adding spherical gold NPs (GNPs) to SmA LCs leads to destabilization of linear defect domains, stabilization of striated stripes and prevents aggregation even for a large concentration of GNPs in hybrid cells.

La nanostructuration de surfaces par des réseaux supramoléculaires auto-assemblés de briques moléculaires a fait l'objet de nombreuses études au cours de ces dernières années, dans le but d’obtenir à terme des matériaux utilisables dans les nanotechnologies. Cependant, en plus du contrôle du positionnement des briques moléculaires sur la surface, le contrôle des propriétés de surface reste un enjeu important. Dans ce contexte, les réseaux nanoporeux sont intéressants car ils présentent des propriétés d'hôte et de sélectivité vis-à-vis de composés invités, de telles propriétés pouvant conduire à des surfaces fonctionnelles. Les travaux de cette thèse ont donc porté sur le développement de nouveaux réseaux nanoporeux organiques obtenus par auto-assemblage de tectons originaux sur un substrat de graphite afin de permettre la capture de nanoparticules magnétiques. Ce travail a donc consisté en la synthèse de briques moléculaires puis à l’étude de leur auto-assemblage par STM. Ces réseaux 2D ont ensuite permis de capturer des nanoparticules et d'obtenir leur organisation régulière à courte distance. Il a ainsi été démontré qu'en modifiant la morphologie des réseaux nanoporeux il est possible de moduler la distance entre les nanoparticules mais également leurs interactions avec le réseau auto-assemblé. Pour favoriser les interactions entre les nanoparticules et le réseau organique, une autre approche combinant non seulement le contrôle de l'organisation 2D mais également une fonctionnalisation hors du plan a été développée. Un nouveau réseau pseudo-3D composé de briques moléculaires, appelées tectons Janus, fonctionnalisées par des ligands, a ainsi été conçu et étudié par STM. / Surface nanostructuration by supramolecular self-assembly of organic building blocks is an area which is the subject of numerous studies for several years, in view of nanotechnology applications. However, besides the control of the building blocks organization on surface, the surface properties control still remains an important challenge. In this context, nanoporous networks are interesting because they exhibit host properties and selectivity toward guest compounds, such properties leading to functional surfaces. This thesis focus and deals with the development of new 2D or pseudo-3D nanoporous networks, obtained by the self-assembly of original organic building blocks on graphite HOPG (Highly Oriented Pyrolitic Graphite) substrate, to trap magnetic nanoparticles. Therefore, this work consisted in the synthesis of organic building blocks and the study of their self-assembly by STM. Afterwards, such 2D networks allowed the trapping of nanoparticles, leading to their regular organization on short distances. Thus, it was demonstrated that by modifying the morphology (lattice) of such nanoporous networks it is possible to modulate the distance between nanoparticles but also their interactions with the self-assembled network. To favor interactions between nanoparticles and the organic network, another approach combining not only the control of 2D organization but also an out of plane functionalization has been developed. Therefore, a new pseudo-3D network made up of building blocks, called Janus tectons, functionalized by alkyl-acid ligands, has been designed and studied by STM.

Le développement des nouvelles technologies de l'information et de la communication nécessite la miniaturisation et l'intégration des dispositifs optiques. La plasmonique, qui utilise des nanostructures métalliques pour manipuler la lumière à l'échelle nanométrique, permet la réalisation de dispositifs optiques jusqu'à des limites ultimes. Le but de la présente étude est de concevoir et de fabriquer des nanoarchitectures complexes qui peuvent être incorporées dans différents dispositifs plasmoniques capables de guider la lumière de manière active. Diverses nanostructures d'or, telles que des nanotriangles d'or creux ou des nanotripodes enrobés d'or, ont été synthétisés et assemblés en utilisant des liens moléculaires ou un origami d'ADN. Les propriétés optiques des nanodispositifs fabriqués ont été étudiées afin de démontrer leur capacité à guider la lumière. / The development of new information and communication technologies requires the miniaturization and integration of optical devices. Plasmonics, a field of optics that utilizes metallic nanostructures to manipulate light at the nanoscale, enables the scaling of optical devices down to ultimate limits. The purpose of the present study is to design and fabricate complex nanoarchitectures that can be incorporated into different plasmonic devices able to guide light in an active way. Various gold nanostructures, such as hollow gold nanotriangles or gold coated nanotripods, were synthesized and assembled using molecular linkers or a DNA origami template. The optical properties of the fabricated nanodevices were investigated in order to evidence their ability to guide light.

Ce travail décrit la synthèse et l’étude structurale d’oligomères mixtes linéaires et cycliques, alternant des liens amides et N-aminoamides, nommés 1 :1-[a/a-N-amino]mères. Le premier chapitre est consacré à l’étude bibliographique des méthodes de cyclisation des peptides et pseudopeptides ainsi qu’à leurs nombreuses applications. Il a été décrit que l’incorporation d’éléments potentiellement structurants, comme l’introduction de modifications du squelette peptidique, pourrait faciliter la cyclisation des oligomères linéaires. Dans cette optique, l’exploitation de travaux antérieurs du laboratoire, exposée dans le deuxième chapitre, a donné accès à de nouveaux 1 :1-[a/a-N-amino]mères phtaloylés, puis aux premiers cyclo-1 :1-[a/a-N-amino]mères protégés. La déprotection du groupement phtalimide d’un de ces composés cycliques ouvre de nouvelles perspectives comme la fonctionnalisation de l’atome d’azote déprotégé. Le troisième chapitre résume les analyses structurales réalisées et met principalement en avant les conformations originales qu’adoptent ces différents oligomères ainsi que l’influence du lien N-aminoamide. Les structures ont été établies grâce à une approche complète associant plusieurs techniques spectroscopiques (RMN, IR, fluorescence et diffraction des rayons X). Par exemple, l’analyse par diffraction des rayons X a permis de mettre en évidence la formation de nanotubes due à un empilement original de cyclotétramères déprotégés. / This work describes the synthesis and the structural study of linear and cyclic mixed oligomers alternating N-aminoamide and amide bonds, named 1:1-[a/a-N-amino]mers. The first chapter is a bibliographic study on cyclization methods of peptides and pseudopeptides (backbone modified peptides) and their applications. It has been described that the incorporation of potential structural elements, like introduction of changes to peptide backbone, could be facilitating the cyclization of linear oligomers. With this in mind, the use of previous work in our laboratory, discussed in the second chapter, gives access to new phtaloylated 1:1-[a/a-N-amino]mers and also to the first protected cyclo-1:1-[a/a-N-amino]mers. The deprotection of phthalimid group of one of these cyclic compounds opens up new opportunities like functionalization of the deprotected nitrogen atom. The third chapter sums up the results of the structural analyses and principally highlights the original conformations adopted by these different oligomers and the influence of the N-aminoamide bond. The structures were established through a complete study using several spectroscopic techniques (NMR, IR, fluorescence, X-ray crystallography). For example, the X ray studies highlight the formation of nanotubes through an original self-assembling of deprotected cyclotetramers.

Ce travail avait pour but de synthétiser et caractériser des copolymères amphiphiles à base de poly(éthylène glycol) (PEG) et de poly(acide lactique) (PLA) pour la confection de systèmes de délivrance de principes actifs (PA). Les polymères ont été choisis pour leur biocompatibilité et de leur biorésorbabilité. Plusieurs architectures de copolymères amphiphiles ont été créées et leur comportement auto-associatif en milieu aqueux ainsi que leur capacité à encapsuler des principes actifs ont été étudiés. Tout d'abord, un copolymère greffé a été synthétisé par copolymérisation d'un monomère fonctionnel, le glycolide monopropargylé, avec du L-lactide pour obtenir un squelette polyester fonctionnel sur lequel des branches hydrophiles de PEG ont été greffés avec plusieurs degrés de substitution. Ensuite, un copolymère peigne tribloc a été synthétisé à partir d'un bloc central PLA dont les extrémités de chaînes ont été modifiées pour permettre l'amorçage de la polymérisation de méthacrylate d'oligo(éthylène glycol) avec des taux de substitution variables. L'étude de l'auto-assemblage et de la capacité à encapsuler des PA a révélé que l'architecture et la balance hydrophile/hydrophobe sont des facteurs déterminants pour la nature des objets formés et leur potentiel d'encapsulation. Enfin, des stratégies de fonctionnalisation ont été mises en place afin d'augmenter et de moduler l'efficacité des PA encapsulés. Ceci est illustré par le couplage d'une molécule fluorescente modèle et, dans le cadre d'une collaboration, par la conjugaison d'un peptide immunostimulateur sur un système dibloc amphiphile. La comparaison à d'autres formulations a montré que le conjugué permettait de moduler et renforcer l'efficacité du PA utilisé. / The objective of this work was to synthesize and characterize amphiphilic copolymers based on poly(ethylene glycol) (PEG) and poly(lactic acid) (PLA) intended for drug delivery applications. The polymers were chosen regarding to their biocompatibility and bioresorbability. Different architectures of amphiphilic copolymers were prepared, and their behavior in aqueous media, as well as their abilities to encapsulate drugs were studied. First, a graft copolymer was synthesized through copolymerization of a functional monomer, monopropargylated glycolide, with L-lactide to yield a functionalized polyester backbone. The latter was then grafted with different densities of hydrophilic branches of PEG. Then, a brush-like triblock copolymer was synthesized through ROP and ATRP. To this end, chain ends of a telechelic block of PLA were modified to yield a macroinitiator able to initiate oligo(ethylene glycol) methacrylate polymerization with variable substitution degrees. Self-assembly and drug loading studies revealed that architecture and hydrophobic/hydrophilic balance played a major role on the nature of the formed objects and on their encapsulation potential. Finally, to modulate and increase the efficacy of encapsulated drugs, functionalization strategies were realized. This is illustrated by the linking of a fluorescent model molecule on a triblock brush-like copolymer and, in a collaboration project, the linking of an immunostimulant peptide on an amphiphilic diblock system. Comparison with other formulations revealed that the conjugate allowed modulating and reinforcing the drug's efficacy.

Ce travail expérimental porte sur l'étude du comportement colloïdale aux interfaces de nématiques. Dans un premier temps, nous détaillons la séquence de phase observée par des billes de silice à ancrage homéotrope fort piégés à l'interface air-nématique. En fonction de leur densité ainsi que l'épaisseur du film, les colloïdes forment différentes structures spontanément. A l'aide des pinces optiques, nous mesurons le potentiel de paire et nous discutons les rôles respectifs des forces capillaires et élastiques. Dans un second temps, nous étudions le comportement des colloïdes sur des interfaces nématiquesplus complexes. En contrôlant la géométrie des interfaces et la densité des particules piégées, à l'aide de la technique de microfluidique, nous étudions le comportement colloïdal à la surface des coques nématiques fines. La compétition entre les conditions d'ancrage aux interfaces, l'élasticité du CL, les défauts et les densités des fluides est à l'origine de la formation de nouvelles configurations topologiques. Dans cette partie, nous discutons le rôle des colloïdes dans la formation de ces structures. / The aim of this experimental work is to study the behavior of colloids at nematicinterfaces. Initially, we examine the behavior of spherical solid particles with stronghomeotropic anchoring at an air-nematic interface and we detail the phase behaviorof beads. Depending on their area density, the nematic thickness and the anchoring,colloids spontanously form various structures. Using optical tweezers, we determine thepair potential and we discuss the different roles of capillary and elastic forces. Second,we report the behavior of silica beads at more complex NLC interfaces. By controllingthe geometry of the interfaces and the colloids density, with microfluidic techniques,we study the colloidal behavior at the surface of a thin nematic shell. The competitionbetween anchoring conditions at interfaces, nematic elsticity, topological defects anddensities of fluids is responsable of the formation of new topological configurations. Inthis part we discuss the role of colloids in the formation of these structures.