L’essor des techniques d’analyse à l’échelle nanométrique a initié la synthèse et le développement de nombreuses nanostructures et nanoparticules. De par les propriétés spécifiques induites par leur taille, ces nanoparticules sont à présent omniprésentes dans la vie quotidienne et leur utilisation introduit de nouveaux enjeux environnementaux et toxicologiques. Il est donc important de pouvoir les capter et les détecter à l’état de trace en fonction de leur taille et de leur chimie de surface, deux facteurs dont dépend leur toxicité. Ce travail de thèse porte sur l’association des propriétés optiques d’un cristal photonique, l’opale, et des propriétés de reconnaissance d’un polymère stimulable, le polymère à empreintes de nanoparticules, afin de réaliser un capteur sensible, spécifique et sélectif (notamment en revêtement de surface) de nanoparticules. Les nanoparticules cibles que nous avons étudiées sont des nanocristaux fluorescents de CdSeTe/ZnS. Cette thèse se décompose en deux parties : dans la première, nous avons étudié le filtrage de l’émission des nanocristaux cibles par des hétérostructures à base d’opales directes. Dans la seconde partie, nous avons synthétisé, pour la première fois à notre connaissance, un polymère à empreintes de nanocristaux, en nous basant sur les travaux réalisés dans le cadre des polymères à empreintes moléculaires. Ce polymère a été utilisé pour réaliser une opale inverse permettant la détection de ces nanoparticules à partir de mesures de réflectivité. Ce capteur est généralisable à toute nanoparticule présentant une fonctionnalisation de surface. / Since the emergence of analysis techniques at the nanometer scale, many nanostructures and nanoparticles have been elaborated. Because of the specific properties induced by their size, nanoparticles are present in a lot of products used in the everyday life and can present a high toxicity. This toxicity depends, inter alia, on their size and surface chemistry. Therefore, it is really important to collect and detect them specifically when they are present as trace contaminants. This thesis deals with the combination of the optical properties of a photonic crystal, an opal, and the chemical properties of a stimulable polymer, a nanoparticles imprinted polymer, to realize a sensitive, specific and selective nanoparticles sensor. The nanoparticles that we used as targets are fluorescent CdSeTe/ZnS nanocrystals. In the first part of this thesis, we studied the filtering of the emission of the targets by heterostructures based on direct opals. In the second part, we synthetized, for the first time to our knowledge, a polymer presenting nanocrystals imprints. We used this polymer to realize an inverse opal allowing the sensing of these nanoparticles by specular reflection measurements. This sensor can be generalized to any functionalized nanoparticle.

Les microgels sont des particules colloïdales de polymère réticulé gonflées par un solvant. Déformables et poreuses, elles peuvent changer d’état de gonflement lors de l’application d’un stimulus. Ce travail de thèse a pour but de développer de nouveaux concepts tirant profit des propriétés stimulables et de la déformabilité intrinsèque des microgels tout en approfondissant les connaissances sur le comportement de ces objets en solution et aux interfaces. Les microgels de poly(N-alkylacrylamide) sont utilisés comme modèles. Dans un premier temps, notre travail a porté sur l’étude d’un nouveau type de microgels électrochimiluminescents grâce à l’incorporation d’un complexe métallique de ruthénium dans la matrice polymère. A la transition de phase, ces microgels présentent une exaltation de l’intensité ECL jusqu’à 2 ordres de grandeur, en lien avec la distance entre les sites redox. Le concept est ensuite transposé à des microgels sensibles aux saccharides et à des systèmes comportant deux luminophores, un donneur ECL et un accepteur d’énergie pouvant donner lieu à un transfert d’énergie par résonance. La deuxième partie de la thèse est consacrée à l’adsorption de microgels à une interface liquide-liquide plane, en vue de mieux comprendre l’origine de la stabilité des émulsions stabilisées par ce genre d’objets. De façon analogue aux protéines flexibles, les microgels changent de conformation à l’interface, passant d’un état étendu à un état comprimé, à l’origine de variations de l’élasticité interfaciale. Les microgels ainsi adsorbés sont fonctionnalisés de façon régiosélective dans l’eau et permettent de produire des microgels non symétriques, dits Janus, susceptibles de s’auto-assembler. / Microgels are colloidal particles made of cross-linked polymer swollen by a solvent. Soft and porous, they can adapt their swelling degree in response to a stimulus. The main objective of this work is to develop new concepts taking advantage of microgels’ stimuli-responsive properties and intrinsicsoftness while deepening understanding of their properties in solution and at interfaces. Poly(Nalkylacrylamide) microgels are used as a model. Initially our work focused on the study of a new type of electrochemiluminescent (ECL) microgels thanks to the incorporation of a ruthenium complex in the polymer matrix. At the volume phase transition, these microgels exhibit an amplification of the ECL intensity up to 2 orders of magnitude, related to the decrease of the distance between redox sites. This concept is then transposed to saccharides-sensitive microgels and systems bearing two luminophores, an ECL donor and an energy acceptor in order to give rise to resonance energy transfer. The second part of this manuscript is devoted to adsorption of microgels at a planar liquid-liquid interface, to improve knowledge on the origin of the stability of emulsions stabilized by such objects. Such as flexible proteins, microgels can change their conformation at the interface, from an extended to a compressed state, causing variation in the interfacial elasticity. When microgels are adsorbed they can also be functionalized regioselectively in water to produce non-symmetrical microgels, called Janus, able to self-assemble.