Il a été montré que l’addition de fluor en petite quantité sur la surface de nanotubes de carbone mono et multiparois engendre des radicaux à long temps de vie, caractérisés ici par RPE. Ce phénomène a pu être mis à profit pour initier la polymérisation du styrène, de l’acide acrylique ou encore de l’aniline. Les chaînes polymères formées apparaissent alors greffées à la surface des tubes. Il a été observé qu’un tel greffage facilite grandement la mise en suspension des nanotubes dans des solvants organiques. Ce travail s’est également attaché à exalter la complémentarité entre nouveaux matériaux fluorés et techniques avancées de mise en œuvre. Pour la première fois, l’incorporation de nanocarbones fluorés de différentes dimensionnalités (noirs de carbone, nanotubes, nanofibres, nanodisques) dans une matrice polymère électrofilée de polyvinylpyrrolidone a été réalisée. Les tissus nanocomposites microfibreux ainsi obtenus ont ensuite fait l’objet de traitements de re-fluoration en conditions douces, afin d’augmenter leur taux de fluor final et d’en modifier la texture. Les caractérisations par microscopie à balayage, RMN du solide et XPS ont permis d’établir que l’enrichissement en fluor de la matrice polymère et la structure multi échelle spectaculaire résultant du traitement de post-fluoration réalisé permettent d’induire la propriété de superhydrophobicité, mise en évidence par la mesure d’angles de contact avec l’eau supérieurs à 150°. / It has been shown that the addition of a small amount of fluorine to the surface of single and multi-walled carbon nanotubes generates long life-time radicals, here studied by EPR. The latter phenomenon can be usefully harnessed to initiate the polymerization of styrene, acrylic acid or still aniline. The polymeric chains thus formed appear to be grafted to the tubes surface. It has been observed that such a grafting process highly increases the dispersibility of tubes in some organic solvents. This work also focused on illustrating how advanced processing techniques may complement the assets of novel fluorinated materials. Hence, the inclusion of fluorinated nanocarbons with varied dimensionalities (carbon black, nanotubes, nanofibers, nanodisks) into an electrospun polyvinylpyrrolidone polymer matrix has been achieved for the first time. The nanocomposite-based microfibrous membranes thus obtained have been reacted with gaseous fluorine in mild conditions, in order to increase their final fluorine content and modify their texture. Characterizations performed using scanning electron microscopy, solid state NMR and XPS have shown that both the fluorination of the polymer matrix and quite spectacular multiscale structure resulting from etching by fluorine induce superhydrophobicity, evidenced through contact angles of the membranes with water exceeding 150°.

Plusieurs structures hiérarchisées des fluorures de fer et de nickel avec des matrices carbonées ou métalliques ont été obtenues par deux voies de fluoration : fluoration gaz-solide de nanoparticules par le fluor moléculaire pur ou par fluoration en milieu liquide via l’agent fluorant NH 4 F. Les différentes nanostructures des matériaux ainsi préparées ont été caractérisées par les techniques classiques de microscopies électroniques, de spectroscopies vibrationnelles (infrarouge et Raman) ou encore d’analyse thermogravimétrique. En complément, la diffraction des rayons X a permis d’étudier les matériaux tant à l’ordre global, qu’à l’ordre local par affinement et analyse PDF sous rayonnement synchrotron. Ainsi, les conditions de synthèse et les mécanismes de formation de différents assemblages de type 0D avec des structures core-shell nickel/fluorure de nickel ; mais aussi 1D avec des nanotubes de carbone double parois remplis par du fluorure de fer, ou encore 3D (« flower-like ») avec le greffage de nanoparticules de fluorures de nickel en surface de nanotubes de carbone simple ou multi parois ont pu être appréhendés. Finalement, les nanostructures les plus adaptées à la diffusion des ions lithium (particules core-shell et flower-like) ont finalement été testées comme matériaux de cathode. / Some hierarchized structures made of iron or nickel fluorides together with carbonaceous or metallic matrix were obtained owing to two fluorination ways : solid-gas fluorination proceeding by pure molecular fluorine gas or fluorination in liquid media using NH 4 F in solution. The different nanostructures have been characterized thanks to classical technics such as electronic microscopies, vibrational spectroscopies (infrared and Raman) or thermogravimetric analysis. Many attentions have been paid to determine the global and local structures by using X-ray diffraction, refinement of the diffraction pattern by Rietveld analysis or Pair Distribution Function analysis on pattern registered on synchrotron. So, the synthesis conditions and the formation mechanism of various assemblies have been carried out on 0D core-shell nickel/ nickel fluoride, 1D double-walled carbon nanotubes filled with iron fluoride or 3D single and multi-walled carbon nanotubes decorated with flower-like nickel fluoride. Finally, the nanostructures the most favorable to lithium-ion diffusion (core-shell and flower like nanostructures) have been used as electrode in secondary lithium batteries.