Des films multicouches à base de nanoparticules de TiO2 et d’Ag ont été construits sur des substrats modèles et des textiles via la technique du Layer-by-Layer (LbL). Les films à base de nanoparticules de TiO2 construits sur substrats modèles ont montré un comportement photocatalytique non conventionnel pour la minéralisation de l’acide formique en phase gaz sous irradiation UV-A, et une minéralisation très importante a été obtenue avec un film possédant une unique couche de nanoparticule de TiO2. Ces films ont également montré des propriétés biocides sous irradiation UV-A. La mise en œuvre d’une méthode one-pot, combinant la synthèse photo-induite des nanoparticules d’Ag et dépôt de la couche de TiO2 par LbL, a permis la synthèse de nanoparticules d’Ag directement au sein des films et une exaltation très importante des propriétés photocatalytiques des films. Les méthodes de constructions ont été transférées avec succès sur textiles. Les films restent photocatalytiquement actifs et biocides sous irradiation UV-A après plusieurs cycles de lavages. / TiO2 and Ag nanoparticle multilayered films were constructed on model substrates and textiles via Layer-by-Layer (LbL) assembly. The TiO2 nanoparticle based films constructed on model substrates showed a non-conventional photocatalytic behaviour for gas phase formic acid mineralisation upon UV-A irradiation, and a high mineralisation was obtained for a single layer TiO2 nanoparticle film. These films also showed biocidal properties upon UV-A irradiation. The elaboration of a one-pot method, combining the photo-induced synthesis of Ag nanoparticles and the LbL deposition of TiO2 nanoparticle layer, allowed the direct synthesis of Ag nanoparticles within the films and a high enhancement of the film photocatalytic properties. The construction methods were successfully transfered on textile surfaces. The films were photocatalytically active and biocidal under UV-A irradiation after several washing treatment cycles.

Ce travail de thèse traite de la production d’hydrogène par le procédé de photoélectrocatalyse en utilisant une photoanode à base de nanotubes de TiO2 verticalement alignés. L’utilisation du TiO2 étant limité pour des applications solaires en raison de son large gap, il est nécessaire de le modifier. Deux approches sont proposées pour modifier les nanotubes de TiO2 et leur permettre d’absorber la lumière visible. La première est une modification chimique du TiO2 par co-dopage cationique-anionique (Ta-N) ou (Nb-N). Les cations sont insérés durant la croissance des nanotubes grâce à une approche inédite, et l’azote est inséré durant le traitement thermique. Ceci a pour effet la formation d’orbitales hybrides qui entraîne une réduction du gap et une activité sous lumière visible, tout en permettant une stabilité de la structure. La seconde approche consiste à déposer des nanoparticules d’Ag sur la surface des nanotubes de TiO2. Grâce au contrôle de la morphologie des nanoparticules d’Ag, leur résonnance plasmonique permet de stimuler l’absorption du TiO2 et ainsi d’augmenter son rendement à la fois sous lumière UV et sous lumière visible. / This work is about the production of hydrogen by photoelectrocatalysis using a vertically aligned TiO2 nanotubes based photoanode. Utilization of TiO2 for solar applications is limited due to its large band gap, it has to be modified. Two approaches are proposed for the modification of the TiO2 nanotubes to make them absorb visible light. The first one is the chemical modification of the TiO2 by (Ta-N) or (Nb-N) cationic-anionic co-doping. Cations are inserted during the growth of the nanotubes by a novel approach, and nitrogen is inserted during heat treatment. This leads to the formation of hybrid orbitals resulting in a band gap reduction and of activity under visible light. The second approach consists of the deposition of Ag nanoparticles on the surface of the TiO2 nanotubes. Thanks to the control of the morphology of the Ag nanoparticles, their plasmonic resonance can enhance the absorption of TiO2 and thus increase its activity both under UV and visible light.