Ce travail de thèse est consacré à l'utilisation de nanotubes de carbone monocouches (SWNTs) comme agent structurant, ainsi qu'au greffage covalent de SWNTs en vue de modifier leurs propriétés de surface. La première partie traite de l'emploi de SWNTs comme agent structurant dans la synthèse, par voie hydrothermale, d'aluminosilicates mésoporeux de type MCM-41. Les composites qui en résultent sont caractérisés par microscopie électronique, diffusion Raman, diffraction des rayons X et adsorption-désorption de N2. La microscopie à transmission a permis d'observer la présence de nanotubes isolés au sein des mésopores, mais la structure des composites n'est pas encore clairement élucidée. La deuxième partie aborde la fluoration de SWNTs par F2. Les évolutions spectroscopiques de buckypapers fluorés sont suivies en fonction de stoechiométries CnF croissantes. La bonne solubilité des fluorotubes C2F dans l'isopropanol est mise en évidence par microscopie à force atomique (observation d'une majorité de tubes isolés, et non pas de fagots). La réaction de défluoration, utilisant l'hydrazine, a été étudiée par diffusion Raman, d'abord sur des fluorotubes en solution, puis sur des fluorotubes isolés préalablement déposés sur une surface. Les évolutions des modes radiaux observées après défluoration sont expliquées par l'effet fagot. Le dernier chapitre traite du greffage de groupes aryles sur des SWNTs, par réduction électrochimique de sels de diazonium. Des films minces de nanotubes sont employés comme électrode de travail dans un montage à potentiel constant. Les greffages de groupes 4-bromophényles, 4-carboxyphényles et 4-chlorométhylphényles ont été caractérisés par spectroscopies de diffusion Raman et de photoélectrons X. La possibilité d'effectuer des couplages entre les aryles greffés et d'autres groupes a été explorée sur les nanotubes fonctionnalisés par les 4-chlorométhylphényles (substitutions nucléophiles par des amines et diamines).

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

En vue de vectoriser de façon ciblée des microcapsules de parfum vers un substrat textile pour des applications lessivielles, ce travail de thèse s’est consacré à la modification chimique de la surface de ces microcapsules en milieu aqueux par des polysaccharides ayant des affinités particulières pour les substrats de cellulose (agent d’aide au dépôt). Pour ce faire, une approche mettant en jeu des fonctionnalités époxy a été développée en deux étapes : fonctionnalisation de la surface des microcapsules par des molécules relais, puis greffage covalent d’un polysaccharide via la fonctionnalité époxy. Après chaque étape de greffage covalent en surface des microcapsules, différentes stratégies de caractérisations ont été mises en place (spectroscopies infrarouge, RAMAN, RMN du solide, XPS, ATG, mesure du potentiel zêta, gravimétrie, microscopie optique et fluorescente). Des expériences témoins ont également été réalisées pour prouver la non-adsorption des greffons de surface sur les microcapsules. La synthèse et le greffage de polysaccharides marqués avec des sondes fluorescente, alcyne et méthacrylate nous ont également permis d’appuyer nos conclusions. Afin d’envisager des modifications chimiques en milieu aqueux, la stabilité des composés époxy dans l’eau a dû être étudiée de façon précise par spectroscopie RMN en solution et nous avons abouti avec succès à une meilleure compréhension des phénomènes réactionnels époxy-amine et époxy-hydroxyle en milieu aqueux.Enfin, une enzyme (la lipase) a également pu être greffée de façon covalente via la fonctionnalisation époxy tout en conservant son activité catalytique. / Colloidal suspensions are of paramount significance in industrial applications. They are employed in various domains like paintings, inks, pigments, pharmacology, cosmetics, food,textile, composite materials or waste water treatment. Properties of colloids strongly depend on parameters such as the chemical composition, dimensions or morphology. To confer additional features to the colloids, i.e. stability, compatibilization, targeting, stealth properties and so on, it is also crucial to tailor their surface functionalization. In this work, we intend to develop a methodology allowing for tuning the surface properties of highly cross-linked fragrance microcapsules to graft polysaccharides. To do so, the first objective of this work is to identify functionalities at the surface (of the colloids) amenable to post-modifications. Based on this crucial insight, suitable surface chemistries are further explored to impart new properties to the colloids. Thus the presence of amine functions is highlighted by ninhydrine tests and then exploited to incorporate new functionalities at the surface of colloids.Incorporation of fluorescent tags (such as  Rhodamine Isothiocyanate, RITC), intermediate polymer epoxy chains (α,ω-epoxy functionalized polyethylene glycol or PGMA) are performed. Depending on the nature of the moieties to be grafted, the resulting colloids are subsequently characterized by Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM), FTIR, XPS, and RAMAN Spectroscopy. After this first step of functionnalization, epoxy rings at the surface are used to postgraft polysaccharides.