La grande variété de propriétés biologiques associées au noyau purine en fait une structure privilégiée pour la conception et la synthèse de nouvelles molécules à visée thérapeutique. Cette spécificité est étroitement liée à la grande diversité de substituants pouvant être introduits sur les différentes positions du noyau purine et en particulier sur C2, C6, C8 et N9. Par conséquent, le développement de méthodes de fonctionnalisation rapides de cette famille de composés est d’un grand intérêt synthétique. Nous nous sommes focalisés sur la formation de liaisons C-C et C-N sur les positions 6 et 8 du noyau purine pour pouvoir présenter de nouveaux outils de synthèse permettant d’introduire une plus grande diversité fonctionnelle. D’une part, nous avons étudié la fonctionnalisation directe de liaisons C-H de purines, sujet encore peu exploré. En effet, de nos jours, le traditionnel couplage croisé (Negishi, Suzuki-Miyaura), utilisé pour la création de liaisons C-C, se voit de plus en plus concurrencé par ces réactions puisqu’elles ne nécessitent pas la préparation d’un partenaire organométallique. Ce sont des réactions dites à économie d’atomes. En nous basant sur l’expérience du laboratoire dans le domaine de la fonctionnalisation directe de liaisons C-H, nous avons envisagé l’alcénylation et l’alcynylation directes en position 8 de la purine, les motifs alcényle et alcynyle étant présents dans certaines purines d’intérêt biologique. D’autre part, nous nous sommes intéressés à deux méthodes de couplage croisé pallado-catalysé permettant la formation de liaisons C-N et C-C : le couplage de Buchwald – Hartwig entre une 8-iodopurine et des amides ou des amines aromatiques, et le couplage de Liebeskind – Srogl entre une 6-thioétherpurine et divers acides boroniques. / Purine is the most widely distributed N-heterocycle scaffold in the nature and its derivatives are well known for their biological and fluorescent properties. These characteristics are linked to the diversity of substituents that can be introduced, especially on the C-2, C-6, C-8 and N-9 positions. Therefore, the development of methods for rapid functionalization of this family of compounds represent a valuable asset. We focused on the formation of C-C and C-N bonds at positions 6 and 8 of the purine ring in order to provide new synthesis tools allowing the introduction of functional diversity. On the one hand, we studied the direct functionalization of C-H bonds of purines, subject still little explored. Indeed, nowadays, traditional cross-coupling reactions (Negishi, Suzuki-Miyaura), used for the creation of C-C bonds, are increasingly challenged by these reactions since they do not require the preparation of an organometallic partner. Their advantage lies in step and atom economy. Based on previous experience in our laboratory in the field of direct functionalization of C-H bonds, we envisioned direct alkenylation and alkynylation at position 8 of the purine, knowing that alkenyl and alkynyl patterns are found in purines of biological interest. On the other hand, we were interested in two pallado-catalyzed cross-coupling methods for the formation of C-N and C-C bonds : Buchwald – Hartwig coupling between 8-iodopurine and aromatic amines or amides, and Liebeskind – Srogl coupling between 6-thioétherpurine and a range of boronic acids.

Le marché du diagnostic connait un essor considérable depuis l’avènement de labiologie moléculaire. Plus précis et souvent plus rapide, le diagnostic moléculaire in vitro(DIV) est de plus en plus utilisé dans les laboratoires d’analyses médicales. L’ensemble destests dédiés au marché du DIV répond à des contraintes socio-économiques très précisescomme : la fiabilité du résultat, le délai de réponse court, le faible coût et la facilitéd’utilisation. Les indicateurs socio-économiques montrent que la technologie des biopuces estun potentiel bon candidat pour répondre aux attentes du marché. En effet, cet outil permetl’analyse simultanée de plusieurs dizaines voire centaines de séquences nucléiques et doncl’identification d’autant d’organismes en une seule analyse. Cette technologie s’inscrit encomplément de la PCR en apportant l’avantage de l’analyse multiplexée à moyen débit. Deplus, elle permet de donner une réponse globale de la multiplicité des espèces présentes dansl’échantillon sans avoir besoin de passer par une étape de culture. Néanmoins, cettetechnologie n’est pas optimisée pour le marché du DIV. En effet, son usage est complexe, peurobuste et trop cher pour concurrencer les méthodes actuelles (microbiologie pasteurienne,PCR, Elisa, etc..). Dans le but de réduire le coût de fabrication des biopuces à ADN, il estdonc nécessaire de développer des méthodes alternatives. Dans un premier temps, l’objectif de cette thèse Cifre a été de mettre au point unprototype nouveau de dépôt de biomolécules basé sur la lithographie douce, permettant dedéposer les oligonucléotides sondes de façon multiplexée et selon des motifs micrométriques.Cette nouvelle technologie a été évaluée par rapport aux technologies de références. Puis,nous avons développé un procédé innovant de double fonctionnalisation de surface. Ceprocédé simple et rapide a pour avantages de fonctionnaliser la biopuce avec la chimie desurface et les sondes en une seule étape et d’augmenter les signaux d’hybridation. La secondepartie de la thèse a été de coupler cette nouvelle technologie à la détection des événementsd’hybridation sans marquage en utilisant la diffraction de la lumière. La principale différenceavec la méthode de détection par fluorescence repose sur l’adressage des sondes. En effet, ledépôt doit être réalisé sous forme de réseaux de lignes nanométriques diffractants de façon àce que l'interaction entre les molécules déposées et les cibles qui interagissent soit trèssensible. Cette seconde phase du projet a été très ambitieuse et innovante. La faisabilité decette méthode de détection, démontrée par des simulations théoriques, a fait l’objet d’untravail d’optimisation très important et les résultats obtenus montrent que cette technologiesans marquage est possible. / The diagnosis market increased since the advent of molecular biology. More precise and often faster, the in vitro molecular diagnosis (DIV) is more and more used in medical analyses laboratories. DNA chips technology seems to be a good candidate to answer the market expectations. Indeed, this tool allows making several hundreds of analyses simultaneously. Furthermore, it allows giving a global answer of all the present species in the sample without the need of a culture step. Nevertheless, this technology is not optimized for the market of the DIV. Indeed, its use is complex and too expensive in comparison with the current methods (Pasteur microbiology, PCR, Elisa, etc.). So it is necessary to develop an alternative method to reduce the manufacturing cost and simplify the use of DNA chips. First, the goal of this industrial PhD Cifre supported by the Dendris Company was to complete a new prototype of biomolecules deposition based on soft lithography, allowing multiplexing the deposition of oligonucleotides probes along micro and nanometric patterns.This new technology was compared with the reference technologies. Then, we developed an innovative process of surface co-functionalization. This simple and fast process permits to functionalize the DNA chips with both surface chemistry and probes in a single step and to increase the hybridization signals. The second part of this PhD thesis was to couple this new technology with label-free detection using light diffraction. The main difference with fluorescence-based detection was about probes patterning. Indeed, we needed to generate molecular gratings of nanometric lines to diffract efficiently light from a laser beam. We showed that the absolute diffraction intensity increase with the gratings thickness, which is directly correlated with, probes and targets interactions. The second phase of the project was very ambitious and innovative because we demonstrated the feasibility of this label-free detection. And now we can think that this technology will appear as an alternative method for the diagnosis

Thèse réalisée en cotutelle avec l'Université catholique de Louvain, Belgique / Les nanotubes de carbone possèdent des propriétés uniques qui en font des matériaux prometteurs dans de nombreux domaines. En particulier, leur structure quasi-unidimensionnelle et leur rapport surface/volume élevé font de ces matériaux des candidats de choix pour leur utilisation comme senseurs. A ce jour, les études concernant l'utilisation des nanotubes de carbone pour la conception de senseurs se concentrent principalement sur la détection de gaz, de molécules biologiques ou chimiques. Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons à l'utilisation des nanotubes de carbone comme senseurs pour détecter en temps réel une transformation chimique, au travers d'une réaction catalytique. Pour ce faire, des catalyseurs supportés sur nanotubes de carbone sont préparés grâce à des méthodes de fonctionnalisation appropriées de ces matériaux. En pratique, nous développons dans ce travail deux approches distinctes pour la préparation de catalyseurs supportés sur nanotubes de carbone. D'une part, nous mettons au point une méthode de fonctionnalisation monovalente des nanotubes de carbone, permettant de déposer des nanoparticules métalliques à la surface des nanotubes en vue de la préparation de catalyseurs hétérogènes supportés. A cette fin, les nanotubes sont dans un premier temps fonctionnalisés par des sels de diazonium. Cette première étape permet d'établir un point d'accroche sur les nanotubes permettant une post-fonctionnalisation ultérieure, en vue de l'ancrage de clusters métalliques. Une étape d'activation thermique permet ensuite de former des nanoparticules métalliques, au départ de ces précurseurs moléculaires. D'autre part, un catalyseur homogène supporté est préparé via l'ancrage de complexes à base de Pd(0) sur des nanotubes de carbone fonctionnalisés de manière à présenter des liaisons triples. Pour ce faire, les nanotubes de carbone sont fonctionnalisés de façon divalente, par la réaction de Bingel-Hirsch. Cette approche divalente assure l'ancrage covalent des sites actifs, tout en préservant la conductivité électrique des nanotubes de carbone. Quelle que soit l'approche envisagée, la préparation de ces catalyseurs est attentivement suivie par des méthodes classiques de caractérisation telles que la spectroscopie Raman, la spectroscopie des photoélectrons X et l'analyse thermogravimétrique. En outre, une caractérisation électrique est également effectuée à chaque étape de la préparation des catalyseurs, afin d'étudier l'influence des différentes étapes de fonctionnalisation sur les propriétés électriques du nanotube. Ces matériaux sont ensuite testés en catalyse, pour la transformation hydrolytique du diméthylphénylsilane en diméthylphénylsilanol ou pour la réaction de couplage croisée de Suzuki-Miyaura, respectivement pour les catalyseurs hétérogènes et homogènes supportés. L'activité de ces catalyseurs, ainsi que leur recyclabilité, est étudiée grâce à un suivi réactionnel par chromatographie gazeuse. Enfin, nous démontrons dans cette thèse la possibilité d'utiliser les nanotubes de carbone comme senseurs pour détecter in situ l'activité catalytique. A cette fin, des mesures électriques en temps réel sont enregistrées au cours de la réaction de catalyse. L'activité catalytique se traduit par des changements de la conductivité des nanotubes au cours du temps. / Due to their outstanding properties, carbon nanotubes are being considered as promising materials in various fields. Namely, their quasi-one-dimensionality and their high surface/volume ratio make them ideal candidates for sensing applications. To date, studies dealing with the use of carbon nanotubes in sensing mainly focus on gas, biological and chemical molecules detection. In this thesis, we aim to use carbon nanotubes as sensors for the real-time detection of a chemical transformation through a catalytic reaction. In order to do this, carbon nanotube supported catalysts are prepared thanks to appropriate functionalization methods. In practice, we develop in this work two distinct approaches for the preparation of carbon nanotube supported catalysts. On one hand, we develop a monovalent functionalization pathway for the deposition of metallic nanoparticles on carbon nanotube surface. For this purpose, carbon nanotubes are first functionalized by diazonium salts. This first step allows to bind a tethering point for a subsequent post-functionalization. Metallic clusters are then coordinated on these functionalized moieties. A thermal activation step ensures the formation of metallic nanoparticles from these nanoparticle molecular precursors. On the second hand, a homogeneous supported catalyst is prepared by anchoring Pd(0) complexes on carbon nanotube surface. In order to do this, carbon nanotubes are divalently functionalized by Bingel-Hirsch reaction to present dangling triple bonds at their surfaces. This divalent approach ensures a covalent anchoring of the active sites on the nanotube surface, while preserving their electrical conductivity. Whichever the considered approach, the catalyst preparation is carefully analyzed by common characterization techniques, such as Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and thermogravimetric analysis. Moreover, the materials are also electrically characterized at each step of the catalyst preparation process. This electrical characterization allows to study the influence of the different steps of the functionalization strategy on the nanotube electrical properties. These materials are then tested in catalysis, for the hydrolytic transformation of dimethylphenylsilane in dimethylphenylsilanol or for the Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction, respectively for heterogeneous and homogeneous supported catalysts. The activity and recyclability of these catalysts is monitored by gas chromatography. Finally, we demonstrate in this thesis the possibility of using carbon nanotubes as sensors for the in situ detection of catalytic activity. For this purpose, real-time electrical measurements are recorded during the catalytic reaction. The catalytic activity is revealed by fluctuations of the nanotube conductivity over time.

L’ingénierie tissulaire a vu émerger, dans la dernière décennie, la nanomédecinerégénérative combinant non seulement les cellules souches mais aussi les facteursde croissance. Le but de ce travail a été d’utiliser les techniques de l’ingénierieosseuse et pulpaire pour améliorer ou créer des implants actifs et vivants.L’ingénierie tissulaire vise à remplacer ou à réparer des tissus endommagés del’organisme par des implants bioactifs imitant les tissus naturels. Ainsi, il est nécessairede développer en premier lieu des matériaux biocompatibles, c’est-à-direacceptés par l’organisme, et capables d’interagir avec les cellules au site del’implantation du dit matériau afin d’aider à la fonction de l’implant. Pour cette raison,de nombreuses méthodes visent le développement de biomatériaux implantablesimitant le mieux possible la matrice extracellulaire. Dans cette étude,l’"électrospinning" a été utilisé afin de concevoir des membranes nanofibreuses. Ellesont ensuite été fonctionnalisées et associées à des germes de 1re molaire mandibulairede souris afin d'en favoriser le développement. Après une revue de littératures'intéressant à l'ingénierie tissulaire en chirurgie dentaire, deux axes de rechercheseront développés. Le premier concerne la régénération de l’unité os/dent et le deuxièmel'innervation de la dent. / In the last decade, regenerative nanomedicine emerged from tissue engineeringby combining stem cells and growth factors. The aim of this work was to use thebone and dental pulp tissue engineering technics to improve or create new living andactive implants. Tissue engineering aims to replace or repair damaged tissues withbioactive implants mimicking natural tissue. Thus, it is necessary to develop in a firstplace, new biocompatible materials. These materials should be well accepted by theorganism and capable to interact with the cells present in the implantation site to helpthe implant integration. In this study, Electrospinning was used to create nanofibrousmembrane which size and organization are comparable to the extracellular matrix.These membranes were functionalized and associated with first molar embryologicalgerms to promote their development. After a literature review about tissue engineeringin dental surgery, two research thematics will be developed. The first thematic isto regenerate the bone/tooth unit and the second is to innervate the tooth.

Les dispositifs bioélectrochimiques utilisent souvent le co-facteur NADH (nicotinamide adénine dinucléotide) comme biomolécule impliquée dans les réactions d’oxydo-réduction avec des enzymes de grand intérêt biochimique, comme par exemple les glucose oxydases ou les déshydrogénases. Il est nécessaire d’utiliser de nouveaux matériaux d’électrode afin de diminuer les sur-potentiels nécessaires au transfert d’électrons avec le système NADH/NAD+ et éviter l’adsorption des produits de la réaction à la surface de l’électrode (biofouling). Les nanotubes de carbone (NTCs) constituent un matériau conducteur de grande aire spécifique qui semble prometteur pour modifier ainsi la surface des électrodes. Ce travail de thèse a consisté à développer de nouvelles méthodes de greffage covalent de groupements fonctionnels électro-actifs vis-à-vis du système NADH/NAD+ en contrôlant les différentes étapes du procédé avec un protocole particulièrement poussé d’analyses physico-chimiques impliquant les spectroscopies de diffusion Raman, d’absorption infrarouge, de photo-électrons X, les microscopies électroniques à transmission, l’ellipsométrie spectroscopique et les analyses thermogravimétriques et de volumétrie d’adsorption. Nous avons développé un procédé reposant sur une première étape d’oxydation des NTCs par assistance micro-ondes dans des milieux acides dilués. Ceci permet de transformer les défauts existant à la paroi des nanotubes (atomes de carbone en hybridation sp3) pour les convertir en fonction acides carboxyliques, qui serviront dans les étapes ultérieures du procédé au greffage covalent des groupements électro-actifs. Ainsi l’intégrité structurale des NTCs, et donc leurs excellentes propriétés électroniques et mécaniques, sont préservées. Le succès de cette approche est pleinement démontré dans ce travail aussi bien en utilisant des nanotubes monoparois purifiés que des nanotubes multiparois. Un net effet électrocatalytique est obtenu avec les groupes fonctionnels dérivés du ferrocène. On montre également le rôle crucial de la nature du bras espaceur reliant les groupes électro-actifs à la paroi des NTCs. Ce travail a permis de mettre au point une méthode générale de greffage covalent des NTCs et son contrôle étape par étape. On montre enfin en perspective de ce travail qu’il est possible de greffer directement la molécule de NAD+ à la surface des NTCs. / Bioelectrochemical devices often use the NADH co-factor (nicotinamide adenine dinucleotide) as a biomolecule involved in oxidation-reduction reactions with enzymes of high biochemical interest, such as glucose oxidases or dehydrogenases. It is necessary to use new electrode materials to reduce the over-potentials required for electron transfer with the NADH/NAD+ system and avoid adsorption of the reaction products to the electrode surface (biofouling). Carbon nanotubes (CNTs) are a conductive material with a large specific surface area that seems promising for modifying the surface of electrodes. This thesis work consisted in developing new methods for covalent grafting of electro-active functional groups with respect to the NADH/NAD+ system by controlling the various stages of the process with a particularly advanced physico-chemical analysis protocol involving Raman scattering spectroscopy, infrared absorption, X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy, spectroscopic ellipsometry and thermogravimetric and volumetric adsorption analyses. We have developed a process based on a first step of oxidation of the CNTs by microwave assistance in diluted acid media. This makes it possible to transform existing defects in the wall of the nanotubes (carbon atoms in sp3 hybridization) into carboxylic acid functions, which will be used in the subsequent steps of the process for covalent grafting of electro-active groups. Thus, the structural integrity of the CNTs, and therefore their excellent electronic and mechanical properties, are preserved. The success of this approach is fully demonstrated in this work both by using purified single-walled nanotubes and multi-walled nanotubes. A clear electrocatalytic effect is obtained with the functional groups derived from ferrocene. The crucial role of the nature of the spacer arm connecting the electro-active units to the wall of the CNTs is also shown. This work made it possible to develop a general method for covalent grafting of CNTs and its step-by-step control. Finally, we show in perspective of this work that it is possible to directly graft the NAD+ molecule onto the surface of the CNTs.

Ce mémoire de thèse se concentre sur la mise au point de nouvelles réactions mettant en jeu des composés 1,3-cétoamides en organocatalyse énantiosélective, enfin d’accéder à des structures inaccessibles jusqu’alors, ainsi que sur le développement d’une nouvelle synthèse de composés 1,3-dicarbonylés originaux et leur utilisation dans des réactions orgcanocatalysées.Dans un premier temps, nous décrivons tous nos essais de fonctionnalisation stéréosélective en des 1,3-cétoamides acycliques non substitués, par réaction de Mannich énantio- et diastéréosélective, par réaction d’amination énantiosélective et par réarrangement de Lossen énantiosélectif. Puis, nous abordons comment les 1,3-cétoamides nous ont permis de réaliser la synthèse multi-composés régio-, énantio-, et diastéréocontrôlée de 1,2,3,4-tétrahydropyridines, motif qui n’avait jamais été obtenu en organocatalyse auparavant et que la synthèse d’une autre famille d’hétérocycles complexes, les 2,6-DABCO.Dans un second temps, nous détaillons la mise au point d’une nouvelle méthode de synthèse, basée sur l’addition de nucléophiles silylés sur des intermédiaires -oxocétènes, générés par réarrangement de Wolff initié par irradiation micro-ondes. Ainsi, des 1,3-cétoaldéhydes masqués des 1,3-cétoamides primaires, des composés bicycliques fusionnés furan-3-ones et un 1,3-cétoazoture d’acyle masqué, ont pu être synthétisés. L’utilisation en organocatalyse énantiosélective de ces substrats originaux est également détaillée. / This thesis focuses on the development of new reactions using 1,3-ketoamides in enantioselective organocatalysis to access structures never obtained before and on the development of a new synthesis of original 1,3-dicarbonyl compounds and their use in organocatalyzed reactions.Firstly, we describe all our attemps of -functionalization of acyclic unsubstituted 1,3-ketoamides by enantio- and diastereoselective Mannich reaction, by enantioselective amination reaction and by enantioselective Lossen rearrangement. Then, we address how 1,3-ketoamides allow us to achieve the regio- enantio- and diastereoselective multicomponent synthesis of 1,2,3,4-tetrahydropyridines, a scaffold never reached previously as well as the synthesis of another family of complex heterocycles, 2,6-DABCO.Secondly, we detail the development of a new synthetic methodology, based on the addition of silylated nuclophiles to -oxoketene intermediates, generated by Wolff rearrangement triggered by microwave irradiation. This way, masked 1,3-ketoaldehydes, primary 1,3-ketoamides, fused bicylic furan-3-ones and a masked 1,3-ketoacyl azide have been synthesized. The use of these original substrates in enantioselective organocatalysis will be discussed as well.

L’avion est un mode de transport en forte croissance qui n’échappe pas aux exigences d’un public de plus en plus sensibilisé à la pollution de l’air intérieur. De plus, l’arrivée de futurs réglementations limitants la concentration des COVs (Composés Organiques Volatils) dans les cabines aéronautiques nécessite de développer des solutions innovantes de traitement de l’air dont la compacité et la consommation énergétique soient compatibles avec les contraintes du secteur. Au vu de ces contraintes, l’adsorption est le procédé le plus approprié. Le charbon actif est le matériau le plus utilisé en tant qu'adsorbant en dépit de certaines limitations, notamment vis-à-vis de sa sélectivité et de sa régénération.L’objectif de cette thèse est d’améliorer la compréhension des phénomènes d’adsorption des polluants faiblement concentrés et d’étudier des matériaux alternatifs au charbon actif via l’élaboration et la fonctionnalisation d’adsorbants. Cinq matériaux (charbon actif, zéolithe, silice mésoporeuse et Metal-Organic Frameworks) possédant des propriétés chimiques (polarité, présence de cations, etc) et physiques (surface spécifique, taille des pores, etc) variées ont été testés sur un banc fabriqué dans le cadre de cette thèse dans des conditions de concentration sub-ppm. Les interactions (adsorption/désorption) entre ces matériaux et cinq polluants chimiques représentatifs des grandes familles de polluants de la qualité de l’air intérieur ont été étudiées dans des conditions variées (mélange mono-polluant, multi-polluant, humidité, etc). Enfin, une attention plus particulière a été apportée à l’adsorption de l’acétaldéhyde qui est très peu capté par les adsorbants usuels, au travers de l’élaboration de silices mésoporeuses et de zéolithes fonctionnalisées pour réagir spécifiquement avec ce polluant. / Aircraft is a means transport in strong growth which does not escape the requirements of a public more and more sensitized with indoor air quality. In addition, the arrival of future regulations limiting the concentration of VOCs (Volatile Organic Compounds) in aircraft cabins requires the development of innovative air treatment solutions the compactness and energy consumption are compatible with the constraints of the sector. In view of these constraints, adsorption is the most appropriate method. Activated carbon is the most used material as an absorbent despite some limitations, especially with regard to its selectivity and regeneration.The aim of this work is to improve the understanding of adsorption phenomena at low concentration pollutants and to study alternative materials to activated carbon via the development and functionalization of adsorbents. Five materials (activated carbon, zeolite, mesoporous silica and Metal-Organic Frameworks) with varied chemical properties (polarity, presence of cations, etc.) and physical properties (specific surface area, pore size, etc.) were tested on a bench made during the present work under sub-ppm concentration conditions. The interactions (adsorption / desorption) between these materials and five chemical pollutants representative of the major families of indoor air quality pollutants have been studied under various conditions (mono-pollutant mixture, multi-pollutant, moisture, etc.). Finally, particular attention has been given to the adsorption of acetaldehyde, which is very poorly adsorbed by the usual adsorbents, through the synthesis of mesoporous silicas and functionalized zeolites to react specifically with this pollutant.

Dans la partie "adhésion", nous avons montré que la dynamique d'adhésion<br />de vésicules induite par des ligands spécifiques était gouvernée soit par la diffusion<br />de ligands dans la membrane, soit par le temps de réaction entre le ligand et le<br />récepteur, dépendant de la préparation chimique des surfaces. Au contraire, les<br />premières étapes de l'adhésion de cellules semblent être contrôlées par la<br />dissipation visqueuse à l'intérieur de la cellule.<br />Dans la partie "tubes de membrane", nous avons étudié la formation et<br />l'élongation de tubes de membrane. Tout d'abord, en formant des tubes à partir de<br />vésicules adhérées, nous avons montré que l'élongation des tubes s'accompagne<br />d'un étirement élastique de la membrane. Ensuite, en analysant expérimentalement<br />et théoriquement l'interaction et la coalescence de deux tubes membranaires, nous<br />avons proposé une méthode pour déterminer la rigidité de courbure de vésicules<br />lipidiques. Enfin, nous avons revisité la description mécanique de tubes extraits de<br />globules rouges et nous avons mis en évidence un comportement rhéofluidifiant de<br />la membrane durant l'élongation, indiquant l'influence du squelette de spectrine.

Au cours de ce travail, trois procédés de fonctionnalisation de surface à partir de sels de diazonium ont été étudiés, à savoir : un procédé spontané, un procédé activé chimiquement et le procédé appelé Graftfast (activation chimique en présence de monomères vinyliques). Ces procédés, dits de chimie verte, fonctionnent à température ambiante, pression atmosphérique, en milieu aqueux et sans apport extérieur d'énergie. Ils conduisent à la formation de films organiques (notamment de polymères dans le cas du procédé Graftfast) stables, greffés de manière covalente et d'épaisseur contrôlée (procédés activés chimiquement). Contrairement aux méthodes d'électrogreffage de sels de diazonium, ces procédés peuvent s'appliquer à tout type de substrats allant des isolants aux conducteurs en passant par les nanomatériaux. Le substrat ainsi modifié peut présenter de nouvelles propriétés (par exemple d'hydrophilie, de protection contre la corrosion, ...) ce qui est d'un intérêt majeur dans certaines problématiques industrielles. L'objectif majeur de ce travail a été de comprendre les mécanismes réactionnels de ces trois procédés et plus particulièrement du procédé Graftfast en étudiant la composition chimique des films, leur structure mais aussi la composition des solutions réactionnelles. Comme pour une polymérisation radicalaire en chaîne conventionnelle, le mécanisme réactionnel du procédé Graftfast (cas le plus complexe) procède en trois étapes : amorçage, propagation, terminaison. La polymérisation est amorcée par les radicaux aryles en solution, issus de la réduction chimique des sels d'aryldiazonium (mécanisme en sphère interne ou en sphère externe selon le réducteur chimique). Parallèlement, les radicaux aryles peuvent se greffer à la surface du substrat et former une sous couche d'accroche de polyphenylene jouant un rôle essentiel dans la construction des films. La propagation s'achève lorsque les chaînes polymères en croissance réagissent par des réactions de transfert sur les noyaux aromatiques déjà greffés sur le substrat (étape de terminaison). Les films obtenus sont alors de structure mixte : groupements aryles, polymères. Ce procédé a notamment été testé dans le but d'améliorer la dispersion des nano-objets dans l'eau, dans le cadre d'une étude préliminaire sur les crèmes solaires à base de nanoparticules de dioxyde de titane.

Dans ce travail, nous avons cherché à mettre en évidence l'influence de la méthode de préparation de films minces de polymère pour la biofonctionnalisation de surfaces planes. Dans un premier temps, un polymère réactif, le poly(méthacrylate de glycidyle) p(GMA) a été choisi et sa capacité de fixation vis-à-vis d'une biomolécule modèle l'albumine de sérum bovin a été étudiée. Deux stratégies principales de préparation du film polymère ont été utilisées : la technique du grafting onto et celle du grafting from avec deux voies de synthèse : la polymérisation radicalaire classique (PRC) avec l'amorceur en solution et la polymérisation initiée à partir de la surface avec un amorceur photochimique. Il a été montré que la méthode du " grafting from " permettait l'obtention de films d'épaisseur plus élevées que la technique du " grafting onto " avec une meilleure capacité de fixation de biomolécules de BSA. Ces films de p(GMA) se sont révélés relativement hydrophobes, ce qui nous incités à analyser l'influence de la balance hydrophobe/hydrophile des interfaces sur leurs propriétés, dans un second temps. Par la préparation de films copolymères poly(GMA-co-acrylamide) et poly(GMA-co-méthacrylate de glycérol) et la modification des films de poly(GMA) par de l'éthanolamine, l'influence de l'hydrophilie du film sur la capacité de fixation en molécules de BSA et l'activité de reconnaissance moléculaire de celles-ci ont été évaluées. Il a été démontré que par un choix judicieux de la méthode d'hydrophilisation du film polymère, il est possible de réduire considérablement l'adsorption non-spécifique de biomolécules d'où l'obtention de films polymères bioinertes. De plus, les résultats préliminaires ont montré qu'il est possible d'améliorer sensiblement la capacité de reconnaissance moléculaire entre la BSA et son anticorps l'anti-BSA