Ce travail de thèse est issu d’une collaboration entre les laboratoires de recherche FEMTO-ST de l’université technologique de Belfort-Montbéliard et IRCELYON de l’université Claude Bernard à Villeurbanne. Les objectifs de cette étude portent sur la faisabilité d’élaborer par pulvérisation cathodique magnétron des films minces de cobaltite de lanthane nanostructurés. En effet, ces films présentent des propriétés catalytiques intéressantes pour l’oxydation des composés organiques volatiles comme le propène (C3H6) ou le monoxyde de carbone (CO) qui constituent la principale source de pollution de l’air. Il sera montré dans un premier temps que les cobaltites de lanthane de formule LaCoO3 ne sont pas efficaces pour ce type d’application. La composition chimique de ce matériau sera donc modifiée en y incorporant de l’argent de manière à faire varier les propriétés physico-chimiques des films et d’augmenter leurs performances catalytiques. La morphologie des films est directement impactée par l’introduction de Ag puisqu’elle évolue d’un système dense à un système « nanofilaire ». Une autre série de dépôts sera également élaborée et testée en catalyse constituée de cobaltites de lanthane dopées avec de l’argent mais aussi du cérium. On retiendra alors que les films de LaCoO3 + Ag sont plutôt efficaces et prometteurs puisqu’ils présentent des performances catalytiques se rapprochant de celles du platine (catalyseur de référence). Néanmoins, bien que les films aient toujours cette morphologie nanofilaire, les compositions chimiques des films élaborés à base de LaCoO3 + Ag + Ce doivent être optimisées afin d’augmenter leurs activités catalytiques. / This work was made in the frame of a scientific research relationships between the laboratory FEMTO-ST of the Technological University of Belfort-Montbéliard and the laboratory IRCELYON of the Claude Bernard University of Villeurbanne. This study aims at characterizing the feasibility of nanostructured lanthanum cobaltite thin films via magnetron sputtering. Indeed, it is well known these materials have interesting catalytic properties regarding the oxidation of volatile organic compounds such as propene (C3H6) or carbon monoxide (CO), the latter being the main source of air pollution. First, it has been shown that lanthanum cobaltites of formula LaCoO3 are not efficient for this type of application. The chemical composition of this material was then modified by incorporating silver so as to vary the physicochemical properties of the films and increase their catalytic performance. In consequence, the morphology of the films was directly impacted by the introduction of Ag since it evolved from a dense system to a "nanowire" system. Another series of deposits based on cobaltite modified by both silver and cerium additions have been also developed and tested during catalytic tests. It should be noted that the Ag containing thin films of LaCoO3 are rather efficient and then promising since they have catalytic performances close to those of platinum (the reference catalyst). Concerning the Ag and Ce containing perovskite films, although they still have this peculiar nanowired morphology, their chemical compositions have to be optimized in order to increase their catalytic activities.

L'avenir de l'industrie chimique réside dans le développement de nouvelles méthodes de synthèse, et notamment dans la mise en place de réactions catalytiques et l'utilisation de milieux réactionnels performants. Ainsi, le but de ce travail de recherche doctorale était de développer des tensioactifs catalytiques à base de polyoxométallates pour effectuer des réactions de catalyse d'oxydation de substrats organiques en microémulsion. Ce travail de recherche a débuté par la synthèse et la caractérisation de nouvelles familles de tensioactifs à base de polyoxométallates, et le contrôle de la nature des contre-ions a permis de mettre au point des molécules hydrosolubles. Ces molécules amphiphiles ont été utilisées pour effectuer de la catalyse d'oxydation en phase homogène dans des solvants usuels et "verts". L'étude de la catalyse a permis d'apporter une contribution à la compréhension des sites actifs de la catalyse d'oxydation. L'étude des propriétés d'agrégation de plusieurs de ces familles de polyoxométallates amphiphiles a été menée par des techniques de caractérisation physico-chimique telles que le SAXS et la RMN et a montré la formation de micelles. L'étude de l'hydrolyse des polyoxométallates amphiphiles en solution aqueuse a mis en évidence le rôle primordial du contrôle du pH sur la stabilité des POMs amphiphiles en solution aqueuse. Une microémulsion stabilisée par des polyoxométallates amphiphiles a été décrite pour la première fois et caractérisée par SAXS et par RMN HMQC. La catalyse d'oxydation en microémulsion n'a pas pu être réalisée à cause de l'inhibition et/ou hydrolyse du catalyseur en présence d'eau. / The future of the chemical industry lies in the development of new synthetic methods, especially in setting up catalytic processes and in using new and efficient media. The aim of this doctoral research was to develop polyoxometalate based catalytic surfactants to catalytically oxidize organic substrates in microemulsions. This research begun with the synthesis and the characterization of new polyoxometalate based surfactant families, and water soluble molecules could be obtained by controlling the nature of the counterions. These amphiphilic molecules were used to make a homogeneous oxidation catalysis in most commonly used organic solvents and so-called green solvents. The study of the catalysis contributed to the understanding of active sites. The study of the aggregation properties of some of our amphiphilic POMs was carried out using physicochemical characterization techniques such as SAXS and NMR, and the formation of micelles was evidenced undoubtedly. One drawback of our system is the slow hydrolysis of the phosphonylated group grafted onto the POM framework in water, which has been showed to be accelerated in acidic conditions. Despite this degradation, we succeeded in stabilising a microemulsion by amphiphilic polyoxometalates for the first time, and we characterized it by SAXS and NMR HMQC. The oxidation catalysis in microemulsion couldn’t be carried out because of the catalyst inhibition and/or hydrolisis in presence of water.