Cette thèse a pour but la synthèse de nouveaux polymères par polymérisation anionique et organo-catalyse de polymérisation par activation du monomère. Ce sujet s’articule autour de deux axes majeurs : 1) La synthèse de nouveaux polyamides par activation d’amines aromatiques ou de dérivés acrylamides 2) L’étude de l’ouverture de cycle d’aziridines activées catalysée par les carbènes N-heterocycliques. Le but de cette thèse est donc d’étudier les mécanismes mis en jeu lors de ces polymérisations. Les polymères obtenus seront caractérisés par les méthodes d’analyses classiques (RMN, chromatographie par exclusion stérique, analyses thermiques, spectrométrie de masse, etc.) / In this thesis, the ring-opening polymerization by a monomer activation strategy of heterocyclic monomers such as lactams and aziridines was investigated. In the first part, we described that covalently activated aziridines, i.e. N-sulfonyl aziridines, could be subjected to the N-heterocyclic carbene organocatalyzed ring-opening polymerization (NHC-OROP) in a living/controlled manner. Secondary activated amine, non-activated secondary amine as well as functional initiators were used to promote the ring-opening polymerization of N-activated aziridines. The high tolerance to various chemical functions and the high level of control of the so-called NHC-OROP have allowed the synthesis of well-defined and original aziridine-based block copolymers. On the other hand, the simultaneous combination of anionic ring-opening of ε-caprolactam and condensation reactions of aminobenzoate derivatives was shown to occur in a « one-step » bulk copolymerization allowing the preparation of aliphatic-aromatic copolyamides with enhanced thermal properties (including the glass transition temperature). Alternatively, other methodologies such as covalent activation of lactams with electron withdrawing group or the hydrogen transfer polymerization of acrylamide derivatives were investigated for the synthesis of new polyamides.

La polymérisation anionique par activation du monomère permet d’accéder à une large gamme de polyéthers en utilisant un système amorçant à base d’un nucléophile associé au triisobutylaluminium. Cette voie a permis d’accéder à des chaînes polyéthers fonctionnalisées par des groupements hydroxyle à chaque extrémité. La (co)polymérisation de l’éther allylglycidique avec d’autres éthers cycliques a été réalisée puis les (co)polymères correspondants ont été post-fonctionnalisés pour introduire en particulier des fonctions cyclo-carbonate destinées à réagir avec des amines pour générer des fonctions hydroxyuréthane et ainsi préparer des matériaux type polyuréthane par une chimie sans isocyanate. Enfin des dérivés du pin, de la famille des acides résiniques, ont été modifiés chimiquement pour élaborer des matériaux de type résine époxyde et polyuréthane sans isocyanate. La polymérisation anionique par activation du monomère a également pu être réalisée sur un monomère époxydé issu de cette ressource. / Monomer-activated anionic polymerization allows the obtention of versatile polyethers using nucleophilic species in the presence of a Lewis acid, i.e. triisobutylaluminium. This method enables the synthesis of α-,ω-plurihydroxytelechelic polyethers. The (co)polymerization of allyl glycidyl ether with various epoxides allowed the preparation of copolyethers with reactive side groups. A cyclo-carbonate functionalization was carried out in order to introduce hydroxyurethane functions by reaction with amines. This reaction allows the preparation of isocyanate-free polyurethane. Finally, resinic acids were modified chemically to prepare epoxy resins and isocyanate-free polyurethanes. A polyether based on epoxidized resinic derivatives was also synthesized by ring-opening anionic polymerization and monomer activation.

Ces travaux de thèse traitent de la polymérisation anionique combinée à deux méthodologies différentes d’activation du monomère visant à contrôler les réactivités des monomères et/ou des espèces actives lors de la propagation pour la synthèse de polyéthers et de polyamide-3. L’étude de nouveaux systèmes efficaces d’amorçage/propagation à base de magnésium et d’aluminium pour la polymérisation anionique par ouverture de cycles des époxydes substitués est présentée. Deux types de polyéthers réticulables ont également été synthétisés par l’utilisation de bromure de tétraoctylammonium et de triisobutyl-aluminium. Dans le premier cas, l’objectif est d’incorporer des fonctions furane pendantes le long des chaînes polyéthers. Dans le second cas il s’agit d’introduire des doubles liaisons au sein même du squelette polyéther. Les réticulations ont ensuite été effectuées thermiquement par le biais d’une chimie réversible de type Diels-Alder entre groupement furane et maléimide pour le premier cas et par vulcanisation pour le deuxième. Enfin, une étude menant à une compréhension mécanistique a été conduite sur la synthèse de polyamide-3 en masse par polymérisation par transfert d’hydrogène à partir de l’acrylamide. / The studies presented in this thesis report on the use of the anionic polymerization with two different methodologies of monomer activation aiming to control the reactivity of monomers and/or growing species for the synthesis of polyethers and polyamide-3. New magnesium/aluminium active systems efficient for the anionic ringopening polymerization of substituted epoxides are proposed and developed. Cross-linkable polyethers were also synthesized by using the combination of tetraoctylammonium bromide with triisobutylaluminum. Furan groups or double bonds were introduced as pendant or inchain functions respectively in polyether-based materials. The so-formed polymers were cross-linked using reversible Diels-Alder reaction between furan and maleimide, and vulcanization for the double bonds. Finally, we investigated the mechanism of the hydrogentransfer polymerization of acrylamide in bulk conditions as a sustainable route to get polyamide-3.