On appelle "bronzes oxygénés" des phases non-stoechiométriques caractérisées par l'insertion d'ions Mn+ dans un réseau oxygéné de composition TOy, T étant un élément de transition. Les ions Mn+ peuvent n'occuper que partiellement les sites qui leur sont dévolus dans le réseau oxygéné. La neutralité électrique du réseau implique, au moins formellement, que le métal T se trouve simultanément à deux degrés d'oxydation différents...

Jusqu'à ces dernières années, la chimie des composés fluorés des éléments de transition n'avait pas connu un grand développement. Les rares travaux effectués avaient été entrepis par voie aqueuse. Les études en phase solide étaient pratiquement inexistantes en raison sans doute des difficultés techniques auxquelles se heurtaient les expérimentateurs.<br />Depuis 1958, les composés fluorés ou oxyfluorés ont connu un regain d'intérêt. La substitution partielle ou totale de l'oxygène par le fluor, en raison de la proximité de leurs rayons ioniques, permettait d'obtenir de nouvelles séries isomorphes des oxydes...

Les composés appartenant à la famille Pb5Al3F19 (M = Ti, V, Cr, Fe, Ga) présentent une transitions de phases ferroélectrique-paraélectrique. L'association du doublet 6(sp)2 de l'ion Pb2+ et de l'ion Al3+ de petite taille donne naissance à des distorsions cristallographiques diverses conduisant ici pour Pb5Al3F19 à la séquence de transitions suivante : ferroelectrique -> antiferroélectrique -> ferroélastique -> paraélastique. Des déterminations structurales réalisées à différentes températures ont permis de déterminer l'origine des propriétés.

L'objectif principal a été d'élaborer de nouveaux revêtements hybrides O/I de morphologie contrôlée afin de répondre des exigences de haute stabilité thermique (300°C) et résistance à la rayure et ayant des propriétés mécaniques spécifiques. Pour répondre à ces attentes, une phase inorganique est générée in-situ par des réactions d'hydrolyse/condensation d'un précurseur inorganique silicié (TEOS) au sein de matrices organiques de microstructures variées : polyesters hyperramifiés (Boltorn H20 and H40), oligoesters ramifiés (Synthoester et dérivés tanniques). Les nombreuses fonctions hydroxyles de la composante organique et leur forme spécifique permettent, dans les conditions de synthèse choisies, de contrôler les interactions entre les phases organiques et inorganiques et retarder les mécanismes de séparation de phases induite lors de la condensation du TEOS. Les matériaux hybrides ont été analysés par TEM, SAXS, ATG et DMA, microscratch testeur. L'influence de la masse molaire, de la teneur en composés inorganiques, de la teneur en fonctions hydroxyle de la composante organique sur la morphologie finale et les propriétés thermiques et mécaniques de surface.

De nouveaux matériaux lasers solides dopés terres rares et pompés par diode émettant soit à 1 µm (dopage Yb) pour les applications laser de puissance et femtosecondes, soit à 1,55 µm (codopage Er, Yb) pour la zone de sécurité oculaire ont été étudiés. Le premier volet étudie deux types de défauts récurrents (centres colorés et diffusants) dans la matrice CaGdAlO4:Yb. Les différentes stoechiométries et les paramètres de croissance testés ne permettent pas d'éliminer les centres diffusants. Par contre, une substitution Ca2+-Sr2+ les supprime mais induit d'autres défauts sous forme de bulles.Les centres colorés sont attribués à des polarons O-, hypothèse confirmée par la modélisation des bandes d'absorption. L'influence d'un codopage de la matrice par un ion tétravalent en substitution de l'ion Al3+ tend à montrer un effet bénéfique sur la diminution des centres colorés. Le second volet concerne la recherche de matrices cristallines dopées Er3+, Yb3+. Une étude en composition permet de sélectionner les taux de dopage optimaux dans les matrices Ca2Al2SiO7, SrGdGa3O7, Y2SiO5, CaGdAlO4. Des croissances de monocristaux sont effectuées par le procédé Czochralski leurs propriétés spectroscopiques, thermiques et laser sont évaluées. En régime continu, les cristaux de CAS génèrent des puissances laser d'environ 200-300 mW à 1555 nm tandis qu'en régime déclenché, des pulses d'énergie de 1,4 mJ et 40 ns sont obtenus pour la première fois. A performances équivalentes, le CAS présente une résistance au pompage incident bien supérieure à celle du verre phosphate commercial, ce qui en fait une alternative possible.

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Le fait qu'un composé métal-organique contienne à la fois une partie organique et une partie inorganique, rend ces systèmes hautement modulables, de la dimensionnalité de leur structure aux propriétés obtenues. Ainsi, la chimie de coordination a été axée sur la synthèse de nouveaux matériaux à base de cations 3d et 4f, liés par des ligands organiques avec des groupes fonctionnels de nature chimique différente, ce qui permet de trouver à ces matériaux intéressants des propriétés telles que la luminescence, l'optique non linéaire et le magnétisme. En outre, la synthèse de composés métal-organique de dimensionnalité supérieur a été dominé par les longues durées de réaction, en plus de l'utilisation de solvants organiques exposés à des conditions de température et supérieures à celles utilisées dans des procédés de synthèse classique pression. Cependant, au cours des dernières années, l'intérêt s'est accru dans le développement de nouvelles techniques de synthèse avec des temps de réaction plus courts et plus favorables à l'environnement, tels que la mécanochimie et la sonochimie. Dans cette thèse, nous présentons la synthèse, la caractérisation structurale et optique de neuf composés de coordination basés sur le liant d'imidazole-4-acide acrylique. Les composés sont classés en deux types: (1) sur la base des cations nd, à l'intérieur qui sont les précurseurs du type [M(HIA)2(H2O)4] (M = CuII, NiII, CdII et ZnII), obtenu par synthèse mécanochimique, et le polymère de coordination {[Cd(H2IA)(HIA)(H2O)2]2∙H2O(NO3)2}n obtenu par sonochimique; et (2) des composés hétérométallique nd/4f, qui sont basées sur la Cu(II)/Eu(III), Cu(II)/Gd(III), Cu(II)/Ce(III) et cations Cd(II)/Ce(IV), tous obtenus par synthèse sonochimique. Il est à noter que les composés basés sur les cations Cu(II)/Ln(III) ont également été caractérisés magnétiquement. De plus, une famille de composés à base de Ni(II)/Ln(II), obtenue par synthèse structurale est rapportée. / The fact that metal-organic compound contains an organic and an inorganic part, makes these systems highly modulable, from the dimensionality of their structure to the properties that are obtained. For this reason during the last time, the coordination chemistry has been focused on the synthesis of new materials based on 3d and 4f cations, linked through organic ligand with functional groups of different chemical nature, which contribute to obtain new materials with interesting properties such as luminescence, non-linear optics and magnetism, among others. On the other hand, the synthesis of metal-organic compounds of greater dimensionality has been dominated by long reaction times, using organic solvents exposed to conditions of temperature and pressure higher than those used in traditional synthesis methods. However, the interest for new synthetic techniques with shorter reaction times and more friendly to the environment, such as mechanochemistry and sonochemistry has grown in last years. In this thesis, are reported the synthesis, structural and optical characterization of nine coordination compounds based on the imidazole-4-acrylic acid ligand. The compounds are classified into two types: (1) based on nd cations, which are the precursors of the type [M(HIA)2(H2O)4] (with M = CuII, NiII, CdII and ZnII), obtained by mechanochemical synthesis, and also the coordination polymer {[Cd(H2IA)(HIA)(H2O)2]2·H2O(NO3)2}n obtained by sonochemistry; and (2) nd/4f heterometallic compounds obtained by sonochemical synthesis, which are based on the CuII/EuIII, CuII/GdIII, CuII/CeIII and CdII/CeIV cations. It should be noted that the compounds based on the CuII/LnIII cations were also magnetically characterized. Additionally, a family of compounds based on NiII/LnII, obtained by structural synthesis is reported. Although, the H2IA ligand does not participate in the final product, the compounds are considered novel from the structural point of view, because the Ln2+ cation, had stabilized only in organometallic compounds until now. Finally, it is important to highlight that the thesis work presented has been carried out within the framework of a co-supervision between the Université de Rennes 1, France, and the Andrés Bello University, Chile, for which two stays were made in France, with six months of duration each one. The results presented were obtained in Laboratoire ISCR Institut des Sciences Chimiques in Rennes, France, and in the Laboratorio de Compuestos Polimetálicos, Chile.

Bien que les agents anticancéreux à base de platine soient bien établis en clinique, plusieurs paramètres restent à optimiser, notamment leur toxicité et les phénomènes de résistances. La combinaison platine-carbènes N-hétérocycliques (NHCs) a montré des résultats prometteurs dans la lutte antitumorale. Ainsi, afin de développer des agents anticancéreux innovants, ce travail résume les modifications structurales étudiées dans le but d’augmenter la cytotoxicité tout en réduisant les effets secondaires des complexes. Une stratégie développée ici porte sur l’introduction de pnictogènes par échange de ligand pour observer un effet synergétique. Autrement, les efforts se sont concentrés sur les complexes de NHC-platine(IV) de leur synthèse à l’étude de leur stabilité, activité anticancéreuse et mécanisme d’action. Finalement, la combinaison des NHC-Pt à des nanotransporteurs a été étudiée afin d’améliorer leur biocompatibilité et sélectivité. / Although platinum-based anticancer drugs are well established, several shortcomings have raised concerns, namely their toxicity and resistance mechanisms. Therefore, improved anticancer drugs are strongly awaited to substitute drugs currently used in clinics. Remarkably, the combination of N-Heterocyclic Carbenes (NHCs) to platinum has recently demonstrated very promising results as anticancer agents. In the aim to access novel drugs, this work emphasizes several structural modifications to improve the cytotoxicity and lower side effects. One strategy developed herein focus on the introduction of pnictogens by ligand exchange to access a synergistic effect. Otherwise, efforts mainly focused on NHC-platinum(IV) complexes from their synthesis to stability investigation and anticancer activities and mechanism of action. Finally, the combination of NHC-Pt drugs to nanodelivery devices has been investigated in order to improve both their biocompatibility and selectivity toward cancer cells.

Ce mémoire présente les recherches effectuées sur une nouvelle méthode de transduction, exploitant la propagation des ondes à haute fréquence, pour la détection de polluants atmosphériques. Dans un premier temps, les principaux modes de transduction exploités dans les capteurs existants sont présentés. Ils fonctionnent dans des gammes de fréquences différentes des microondes, afin de comprendre ce que peut apporter cette nouvelle transduction. La permittivité diélectrique est le principal paramètre physique responsable de la détection microonde. Cependant, la variation de la conductivité du matériau sensible modifie également la transmission de l'onde à travers le dispositif microonde. Les propriétés de propagation d'une onde sont formulées afin de comprendre comment l'onde est influencée par la propagation dans le matériau sensible et comment sa mesure est effectuée. Le traitement des données joue un rôle important dans la détermination de la réponse des capteurs. Les matériaux inorganiques (oxydes d'étain et de titane) ont permis de valider les modes de transduction. Différentes géométries de capteurs ont été modélisées et utilisées avec des poudres compressées et des films minces, en particulier avec un matériau moléculaire (phtalocyanine de cobalt). Ces études nous ont permis d'améliorer la transduction, grâce à l'évolution du format de la structure microonde. Cette évolution a permis d'obtenir une discrimination meilleure que 100 ppm pour l'ammoniac dans l'argon ou dans l'air, et ce à température ambiante. / In this work, we have developed a new gas-sensing transduction based on the propagation of microwave inside a sensitive material to detect atmospheric pollutants at room temperature. First, we present a short overview of the main gas-sensing transduction in the litterature. These techniques operate in frequency ranges different from microwaves. The dielectric permittivity is the main physical parameter in the microwave transduction. The principle is based on the excitation of a sensitive material by a microwave electromagnetic field in a propagative structure. The reflected wave is specific to the excitation's frequency. It depends on the interaction between the sensitive material and the pollutant gas and also on the geometry of the sensor. However, the variation of the conductivity of the sensitive material also changes the transmission of the wave through the microwave device. Inorganic materials (tin and titanium oxides) are used to validate the methods of transduction. Different geometries of sensor are studied with electromagnetic modeling and experimental testing. The sensitive material is used in compressed powders and thin films, in particular with a molecular material (cobalt phthalocyanine). This work improves the microwave transduction knowledge by the sensor geometries. The experimental tests in argon flux conduct to obtain a resolution better than 100 ppm. Few results are presented in air flux.

Les travaux de cette thèse portent sur la synthèse et les études en photoluminescence de nouveaux complexes de métaux de transitions (Ir(III), Pt(II), Pd(II)). Le principal objectif est d’obtenir de nouveaux matériaux phosphorescents pour des applications telles que les diodes organiques électroluminescentes (OLEDs) ou la bio-imagerie. L’incorporation de chromophores tels que le pyrene et le naphtalimide au complexe fac-Ir(thpy)3 sera tout d’abord présenté. La synthèse par activation C–H de ces nouveaux complexes sera également étudié. De nouveaux complexes organométalliques ultra-rigides seront ensuite développés. La synthèse ainsi que les analyses en photoluminescence de complexes tetradentate de platine et de palladium seront ensuite décrits. Enfin, une analyse de nouveaux complexes d’iridium comportant des ligands benzimidazoles (iso)-quinoline et bis-benzimidazole sensibles aux variations de pH sera faite. / The work of this thesis is focused on the synthesis and the photoluminescence studies of new 3 raw transition metal complexes (Ir(III), Pt(II), Pd(II)) . The main objective is to obtain new phosphorescent materials for applications such as organic light emitting diodes (OLEDs) and bio- imaging. The incorporation of chromophores such as pyrene and naphthalimide into fac-Ir-(thpy)3 complex will first be presented. The synthesis, by C–H activation, of the new complex will also be studied. New ultra-rigid organometallic complexes will then be developed. The synthesis and the photoluminescence analysis of these tetradentate platinum and palladium complexes will be described. Finally, a study of new iridium complexes incorporating benzimidazoles (iso)-quinoline and bis-benzimidazole ligands sensitive to pH variations will be made.