La composition monomérique de polymères joue un rôle essentiel dans la comparaison de structures et dans la biologie de synthèse. Cependant, la plupart des ressources moléculaires en ligne donne accès à la structure atomique des molécules et non à leur structure monomérique. Nous avons donc créé un logiciel appelé smiles2monomers (s2m) pour inférer la structure monomérique passer des atomes aux monomères. L’algorithme sous-jacent se déroule en deux phases : une phase de recherche par isomorphisme de sous graphe des monomères au sein de la structure atomique puis une recherche du meilleur pavage non chevauchant des monomères trouvés. La recherche est basée sur un index markovien améliorant les vitesses de recherche de 30% par rapport à l’état de l’art. Le pavage est lui constitué d’un algorithme glouton couplé à un raffinement par “branch & cut”. s2m a été testé sur deux jeux de données déjà annotés. Il retrouve les annotations manuelles avec une excellente sensibilité en des temps très courts. Notre équipe développe Norine, base de données de référence de polymères particuliers appelés Peptides Non Ribosomiques (NRP). s2m, exécuté sur l’ensemble des données de Norine, a mis à jour de nombreuses annotations erronées en base. s2m est donc à la fois capable de créer de nouvelles annotations et d’en corriger des anciennes. Les nouvelles annotations nous servent à la fois à découvrir de nouveaux NRP, de nouvelles fonctionnalités NRP et potentiellement dans le futur à synthétiser des NRP non naturels. / The monomeric composition of polymers is powerful for structure comparison and synthetic biology, among others. However, most of the online molecular resources only provide atomic structures but not monomeric structures. So, we designed a software called smiles2monomers (s2m) to infer monomeric structures from chemical ones. The underlying algorithm is composed of two steps: a search of the monomers using a subgraph isomorphism algorithm fitted to our data and a tiling algorithm to obtain the best coverage of the polymer by non-overlapping monomers. The search is based on a Markovian index improving the execution time by 30% compared to the state of art. The tiling is performed using a greedy algorithm refined by a “branch & cut” algorithm. s2m had been tested on two different already annotated datasets. The software reconstructed the manual annotations with an excellent sensibility in a very short time. Norine database, the reference knowledge base about specific polymers called Non Ri bosomal Peptides (NRP), is developed by our research group. s2m, executed on the Norine database, alerted us about wrong manual annotations. So, s2m not only creates new annotations, but also facilitates the process of annotation curation. The new annotations generated by the software are currently used for the discovery of new NRP, new activities and may be used to create completely new and artificial NRP.

Au cours des dernières années, le nombre de travaux scientifiques portant sur le développement de capteurs chimiques simples a significativement augmenté. Les études sont principalement orientées vers la recherche de nouveaux schémas de transduction du signal et vers le développement de capteurs dont les propriétés peuvent être programmées. Trois approches originales pour la transduction du signal des membranes polymères des capteurs potentiométriques sont présentées. La première partie est consacrée à la description d’une nouvelle technique pour la détection indirecte de cations métalliques au moyen de la spectrométrie micro-Raman. Le spectre Raman est mesuré à la surface de la membrane polymère au contact avec la solution échantillon. Ce spectre est converti en information analytique quantitative par étalonnage multivarié. Dans la deuxième partie, nous étudions la faisabilité de capteurs ne contenant pas d’ionophore, les membranes n’étant alors composées que des différents échangeurs d'ions et plastifiants. La performance de ces capteurs pour l’analyse quantitative de mélanges binaires de Ca2+-Mg2+ est évaluée en combinant une approche originale basée sur des capteurs multiples. Les résultats sont comparés à ceux obtenus avec des capteurs à base d’ionophores traditionnels. Enfin, la modification à façon des schémas de sensibilité des capteurs utilisant des membranes contenant plusieurs ionophores est présentée dans la dernière partie. Trois ionophores ont été choisis pour la préparation de la membrane. Les performances de ce réseau de capteurs sont testées sur des mélanges de Ln3+ et les résultats sont comparés à ceux des capteurs mono-ionophores conventionnels. / In recent years, the number of studies devoted to the development of simple and inexpensive chemical sensors has significantly increased. The development of new approaches is mainly aimed at novel sensor signal transduction schemes and designing sensors with programmable properties.This thesis presents three new approaches to the analytical signal transduction in the polymeric membranes of potentiometric sensors. The first part of the study describes a novel technique for indirect metal cations detection with micro-Raman spectroscopy. The evolution of the Raman spectrum of the polymeric membrane, upon contact with the sample solution, is used as the analytical signal. Multivariate calibration methods were used to provide a quantitative estimation of the metal content in the aqueous solutions from the measured Raman spectra. The second part of the thesis reports on studying the feasibility of ionophore-free sensor array with membranes based on various ion-exchangers and plasticizers only. The sensor performance in the analysis of Ca2+-Mg2+ mixtures was evaluated through a combination of multisensor approach and multivariate calibration and was compared to traditional ionophore-based selective sensors.The final part of the thesis is aimed at programmable modification of the sensor sensitivity patterns using the membranes containing several ionophores. Three ionophores, which were previously used for the determination of the lanthanide cations, were chosen for the membrane preparation. The performance of the corresponding multi-ionophore array was tested in the analysis of Ln3+ mixtures and compared to conventional mono-ionophore sensors.

Le flux de données et son stockage est un besoin immédiat de l'ère de l'information. Il existe une demande énorme de supports de stockage appropriés pour l'usage immédiat et pour l'archivage de données. Les Photopolymères sont des matériaux le plus intéressants avec des grands potentiels de stockage à un coût extrêmement bas. Les photopolymères sont des matériaux attrayants pour l'enregistrement holographique, le multiplexage d'images, les circuit optiques, et ainsi de suite parce qu'ils ont la possibilité d'enregistrer des hologrammes avec une bonne fréquence spatiale et l'efficacité de diffraction. Dans cette thèse nous étudions et optimisons les diverses compositions de photopolymères solubles dans l'eau pour leur capacité de stockage et comme médias d'enregistrement en utilisant l'interférométrie optique. De telles compositions optimisées sont sélectivement sensibilisées en utilisant des colorants dans le bleu pour le stockage optimum d'information. Nous présentons également deux colorants nouvellement synthétises absorbant dans la région bleue en tant que médias promoteurs pour le stockage de données à haute densité. Les résultats expérimentaux sont expliqués en utilisant plusieurs caractérisations et mesures de support telles qu'UV-Vis, la spectroscopie de FT-IR, CV, DSC, TGA, RMN. Pour augmenter la modulation d'indice de réfraction la dispersion des nanoparticules de SiO2 conduit, également à une réduction remarquable de rétreint du film.

Poly (vinylidene fluoride) (PVDF-beta) nanoporous membranes Were Made by Chemical Revealing tracks of swift heavy ion induced from irradiation. Pore opening and Varied radiican Be In A Manner controllable with the etching time. Nanopore size in nanometer scale (from 12 nm to 50 nm) appears to be linearly dependent to the etching time. Then It Was Necessary to the characterization tools adapted to thesis membranes. Consequently, we resorted to the use of structural analysis methods (Scanning Electron Microscopy, Small Angle Neutron Scattering) Developed and evaluation methods of the membrane transport properties like ionic gas permeation and di? Usion. Obtenues results conrm the pore opening (break through) and hydrophobicity of the material, Which We Have modi? Ed with hydrophilic molecules. In this precise case, grafting of the acrylic acid Was Initiated by Still Remains the radicals after track-etching (Called radio grafting). This key result by obtenues Was A Study of Electron Paramagnetic Resonance. The labeling of chemical Functionalities Introduced with fluorescent probes Was a very effective mean to visualize very few "Amount of molecules by confocal microscopy. The radiografting autrement specically localized inside etched tracks. The protocol others to create The Possibility Functionality has double, the one localized inside the nanopores and the Other is the surface of membranes. The modication of radiation grafting parameters (the acrylic acid concentration, solvent nature, use of transfer agent) and the chemical properties of the nanopore walls Have a direct impact on the transportation Pure compression. Key Words: beta-PVDF, track-etching, nanopores, radicals, radiografting, selective functionalisation, Small Angle Neutron Scattering, Confocal Laser Scanning Microscopy.

Abstract: Stimuli-responsive polymers and their assemblies, such as micelles, block copolymer (BCP) vesicles and hydrogels, can be dissociated or become relatively permeable upon excitation with a stimulus. This stimuli-responsive feature has made them very attractive carriers or vectors in drug delivery applications, since it is possible to realize controllable release of payloads from these systems by using, for example, light as a trigger enabling remote activation, and spatial and temporal control of the release. The research work presented in this thesis consists of two parts. The first part is focused on the design, synthesis and study of several novel photoresponsive polymers forming micelles, vesicles and hydrogels, as well as their exploitation for potential drug delivery applications. The second part concerns a study of the use of a different stimulus, namely, dissolved carbon dioxide (CO2). A general approach of using dissolved gases to manipulate the structural and morphological transition of BCP vesicles is described. The core of this thesis is five publications resulting from different projects that constitute the research work accomplished in our studies. In the first project, we developed a new strategy to prepare photo-dissociable BCP vesicles. By synthesizing a novel photoresponsive BCP with spiropyran and controlling the preparation conditions, a kinetically stable BCP vesicle was obtained at high pH (pH=8) due to the glassy membrane. Upon UV irradiation, fast BCP vesicle dissociation was achieved through a cascade of events triggered by the photoinduced isomerization from neutral spiropyran to charged merocyanine in the membrane. In second project, we demonstrated a novel strategy to tune the permeability of BCP vesicle membrane by taking advantage of the photoinduced liquid crystal (LC) order-disorder transition occurring inside the membrane. To this end, we designed and synthesized two series of amphiphilic BCPs of which the hydrophobic block is a side-chain liquid crystalline polymer bearing a small amount of azobenzene groups. Both BCPs could form giant BCP vesicles in aqueous solutions, facilitating their direct observation by optical microscopy. From polarized optical measurement, it was found that a photoinduced LC order—disorder transition could occur inside the vesicle membrane in aqueous solutions. This photoinduced transition has a softening effect on the membrane similar to that caused by good organic solvents. By using a fluorescent probe, we found that this photoinduced softening effect could increase the membrane permeability to proton diffusion. In the third project, we demonstrated a possibly universal solution to solve the problem of requiring UV or visible light excitation to trigger the response of many photosensitive materials developed for biomedical applications. The strategy consists in disrupting photoresponsive BCP micelles by using near-infrared (NIR) light excitation of upconverting nanoparticles (UCNPs). By encapsulating UCNPs into micelles of a photoresponsive BCP containing o-nitrobenzyl groups, UV photons emitted from UCNPs upon 980 nm NIR light excitation using a continuous-wave diode laser can be absorbed by o-nitrobenzyl groups in the micelle core, activating their photocleavage reaction and resulting in micelle dissociation and release of co-loaded hydrophobic compounds. The idea of using UCNPs as a nanoscale UV or visible light source upon NIR light excitation to activate photoreactions in photosensitive materials is of great significance. The strategy is general and can be applied to many photosensitive polymeric materials whose potential for biomedical applications is limited due to the wavelength issue. In the fourth project, we further investigated the generality of using UCNPs to circumvent the wavelength problem of most photoresponsive polymer systems. We extended the application of the approach to photoresponsive hydrogels. UCNPs were loaded into a hydrogel whose gel-sol transition requires UV light-induced breaking of the network structure. Upon 980 nm laser irradiation, the gel-sol transition was achieved by UV light emitted from UCNPs. This feature allowed us to realize NIR light-triggered release of large, inactive biomacromolecules (protein and enzyme) entrapped in the hydrogel into aqueous solution "on demand", where their bioactivity is recovered. The last project dealt with the use of CO2 as a smart trigger to switch a specific property or function of stimuli-responsive polymers. We put forward a general way to prepare CO2-responsive BCP vesicles by using the commercially available poly(N,N',-diethylaminoethyl methacrylate) (PDEAEMA) as the hydrophobic block forming the vesicle membrane. We showed that vesicles can either be completely dissociated (with uncrosslinked PDEAEMA) or undergo reversible volume expansion up to 2100% (with slightly crosslinked PDEAEMA) upon introduction of the gas into the solution. The drastic changes induced by dissolved CO2 are unprecedented. This study is a new demonstration of designing easily accessible CO2-responsive polymers and opens perspectives for valorizing CO2 in polymer and material sciences.//Résumé: Les polymères répondant aux stimuli et leurs assemblages sous forme de micelles, de vésicules ou d'hydrogels, peuvent être dissociés ou devenir relativement perméables des suites de l'application d'une excitation. Cette fonctionnalité stimuli-réponse les rend très attrayants en tant que transporteurs ou comme vecteurs pour le relargage ciblé de médicaments. Elle permet de réaliser la libération contrôlée des charges utiles de ces systèmes en utilisant, par exemple, la lumière comme un déclencheur permettant l'activation à distance, et le contrôle temporel de la libération. Les travaux présentés dans cette thèse sont regroupés en deux parties. La première décrit la conception, la synthèse et l'étude de nouveaux polymères photosensibles formant des micelles, des vésicules et des hydrogels, ainsi que leur exploitation pour largage de molécules modélisant des agents thérapeutiques (i.e., médicaments). La seconde partie porte sur une étude de l'utilisation d'un stimulus différent, à savoir le dioxyde de carbone (CO2 ). Une approche générale basée sur l'utilisation de gaz afin de manipuler la transition structurale et morphologique des vésicules est décrite. Le noyau de cette thèse est constitué de cinq publications issues de différents projets qui sont représentatifs des travaux de recherche accomplis dans ces études de doctorat. Dans le premier projet, nous avons développé une nouvelle stratégie pour préparer des vésicules photo-dégradables. La synthèse d'un nouveau copolymère photosensible comprenant des unités spiropyranes et le contrôle des conditions de préparation a permis la préparation de vésicules cinétiquement stables à un pH élevé (pH = 8 ) en raison du caractère vitreux de la membrane. Lors d'irradiations UV, une dissociation rapide des vésicules a été accomplie grâce à une cascade d'événements déclenchés par l'isomérisation photo-induite de la spiropyrane (neutre) en mérocyanine (chargée) au sein de leur membrane. Dans le second projet, nous avons démontré une nouvelle stratégie pour moduler la perméabilité de la membrane des vésicules en exploitant une transition liquide-cristalline photo-induite afin d'accroître le désordre au sein de la membrane. À cet effet, nous avons conclu et synthétisé deux séries de copolymères à blocs amphiphiles dont la séquence hydrophobe est un polymère liquide cristallin à chaîne latérale portant une petite quantité de groupes azobenzène. Les deux copolymères furent utilisés pour préparer des vésicules géantes en solutions aqueuses, ce qui a permis leur observation directe par microscopie optique. De plus, une transition ordre-désordre photo-induite a été observée à l'intérieur de la membrane liquide cristalline des vésicules par microscopie à lumière polarisée. Cette transition photo-induite a un effet assouplissant sur la membrane semblable à celle causée par de bons solvants organiques. En utilisant une sonde fluorescente, nous avons observé que cet accroissement de la souplesse de la membrane polymère causait l'augmentation de la perméabilité de la membrane à la diffusion de protons. Dans le troisième projet, nous avons démontré une solution possiblement universelle permettant de résoudre le problème résultant de la nécessité d'utiliser une excitation lumineuse UV ou visible comme stimulus de nombreux matériaux photosensibles développés pour des applications biomédicales. La stratégie consiste à irradier indirectement des micelles de copolymères photosensibles par le biais de la conversion ascendante de la proche infrarouge par des nanoparticules. Les photons UV émis par ces nanoparticules encapsulées à l'intérieur des micelles et irradiées en utilisant une diode laser à onde continue de 980nm sont absorbés par les groupes o-nitrobenzyle dont est constitué le copolymère photosensible, conduisant à l'activation de leur réaction de photo-clivage, à la dissociation des micelles et finalement, à la libération de composés hydrophobes. L'idée d'utiliser la conversion ascendante issue de nanoparticules irradiées dans la proche infrarouge comme source lumineuse nanoscopique dans l'UV ou le visible pour activer des réactions photochimiques dans des matériaux photosensibles est d'une grande importance. La stratégie est générale et peut être appliquée à de nombreux matériaux polymères photosensibles dont le potentiel pour des applications biomédicales est présentement limité en raison de la faible pénétration des rayonnements UV et visible dans les tissus. Dans le quatrième projet, nous avons étudié davantage la généralité de l'utilisation de la conversion ascendante par des nanoparticules afin de contourner le problème de longueur d'onde pour l'activation de la plupart des systèmes polymères photosensibles. Nous avons ainsi étendu l'application de l'approche à des hydrogels photosensibles. Les nanoparticules ont été chargées au sein d'un hydrogel dont la transition gel-sol nécessite de la lumière UV afin d'induire la rupture de la structure du réseau. Sous irradiation à l'aide d'une diode laser à 980 nm, la transition gel-sol a été stimulée par la lumière ultraviolette émise par la conversion ascendante issue des nanoparticules. Cette "fonction" nous a permis de déclencher, par irradiation dans l'infrarouge proche qui pénètre beaucoup plus profondément dans les tissus biologiques, la libération "à la demande" de macromolécules biologiques (protéines et enzymes), inactives lorsque piégées dans l'hydrogel, en solution aqueuse où leur activité est restaurée. Le dernier projet porte sur l'utilisation du CO2 comme un déclencheur intelligent pour activer une propriété ou une fonction spécifique de polymères dont la sensibilité à ce stimulus est programmée au sein de leur structure moléculaire. Nous avons proposé une façon générale pour préparer des vésicules copolymères sensibles au CO2 par l'inclusion d'un bloc hydrophobe de poly (N, N ',-diéthylaminoéthylmethacrylate) (PDEAEMA) disponible commercialement et formant la membrane de la vésicule. On a montré que ces vésicules peuvent être soit complètement dissociées (lorsque le PDEAEMA n'est pas réticulé) ou encore subir une expansion de volume réversible atteignant 2100% (lorsque le PDEAEMA est faiblement réticulé) en réponse à l'introduction de CO2 dissout dans la solution de vésicules. Les changements radicaux induits par la modulation de la concentration du CO2 dissout sont sans précédent. Cette étude est une nouvelle démonstration d'une conception facilement accessible de polymères dont la structure moléculaire est programmée pour répondre à cette modulation dans la concentration du CO2 dissout et ouvre des perspectives de valorisation du CO2 en sciences des matériaux et des polymères. [symboles non conformes]

Les caractéristiques des systèmes collés ou peints époxyde amine/métal dépendent des caractéristiques de chacun des constituants mais aussi de leur "combinaison". En particulier, l'interphase possède des propriétés spécifiques. La chimisorption de l'amine sur le métal et la dissolution de la couche d'hydroxyde initialement présente à sa surface sont simultanées. Le complexe organométallique créé réagit avec le monomère époxyde pour former un réseau aux propriétés physico-chimiques spécifiques. Lorsque la configuration des complexes permet leur cristallisation, et que leur produit de solubilité est dépassé, les complexes précipitent pour donner naissance à des cristaux de facteur de forme très important. Quand un polymère est réalisé avec ces complexes, les cristaux jouent le rôle de charges, induisant de nouvelles propriétés mécaniques. La formation d'une interphase a été observée en appliquant plusieurs amines sur différents métaux. La variation des propriétés physico-chimiques et mécaniques a été évaluée.

Le polyéthylène téréphtalate (PET) et les polyoléfines (PE, PP ... ) sont largement utilisés dans le secteur de l'emballage (bouteiIIes notamment) et génèrent un tlux de déchets important. Recycler ces thermoplastiques en évitant de coûteuses opérations de tri présente par conséquent un intérêt économique, mais aussi un challenge scientifique du fait de leur caractère immiscible et semi-cristallin. L'objectif de l'étude était d'élaborer des mélanges binaires (PET/PE, PET/PP) et ternaires (PET/PE/PP) fortement déséquilibrés (PET en phase majoritaire à 80-90% en poids), compatibilisés de manière à conserver des performances mécaniques satisfaisantes en traction, choc et ténacité. La compatibilisation des mélanges PET recyclé/polyoléfines par ajout d'EGMA (copolymère bloc éthylène-méthacrylate de glycidyle) engendre une diminution de la taille des nodules de la phase polyoléfine dispersée dans la matrice PET, ainsi qu'une amélioration des conditions interfaciales. Le comportement mécanique (traction, choc et ténacité) des mélanges tend vers celui du PET d'origine, dès lors que le diamètre moyen des inclusions de polyoléfine(s) reste inférieur à une valeur critique (3 µm). L'étude et la modélisation des cinétiques de cristallisation anisothermes des mélanges a montré également que l'EGMA et les polyoléfines jouent le rôle d'agent nucléant du PET et accélèrent ainsi la cristallisation (sans toutefois influencer le taux de cristallinité de manière significative). L'effet de la modification du processus de cristallisation sur les propriétés mécaniques des mélanges reste toutefois marginal au regard de celui des modifications morphologiques et interfaciales. / Polyethylene terephthalate (PET) and polyolefins (PE, PP ... ) are widely used for packaging applications (e.g., bottles) and generate a significant amount of waste. Recycling such thermoplastic materials avoiding costly sorting operations presents an economic and a scientific challenge because they are immiscible and semi-crystaIIine polymers. The aim of the study is to process binary (PET/PE, PET/PP) and temary (PET/PE/PP) blends, strongly unbalanced (0-90% by weight of PET), and compatibilized to maintain satisfactory mechanical performances in traction, impact and toughness. The recycled PET/polyolefins blends compatibilization by adding EGMA (ethylene copolymer-glycidyl methacrylate) leads to a decrease of polyolefins droplets size dispersed in the PET matrix, as weil as an improvement of interfacial conditions. The mechanical behavior (traction, impact and toughness) of blends tends to the ones of PET, when the average diameter of polyolefin inclusions is below a critical value of 3 µm. The study and modelisation of nonisothermal crystallization kinetics of blends showed that EGMA and polyolefins play the role of a nucleating agent for the PET and accelerate the crystallization (without intluencing significantly the cristallinity rate). The mechanical properties of blends are more atfected by cristaIIization process modification than by morphological and interfacial changes.

Les matériaux polymères conjugués offrent une combinaison avantageuse de propriétés mécaniques, électroniques et de mise en œuvre permettant de produire des composantes minces, ultra-flexibles et peu coûteuses. Au fil des avancées techniques, ces matériaux émergents ont démontré qu'ils avaient le potentiel de révolutionner plusieurs technologies, notamment pour la production d'énergie solaire, dans les transistors à effet de champs et pour la fabrication de diodes électroluminescentes organiques. La composition entièrement organique de ces matériaux les rend modulables, car il est possible d'ajuster leurs propriétés en modifiant leur structure chimique. Ce faisant, les performances en dispositifs des polymères conjuguées se sont constamment améliorées au fur et à mesure que de nouveaux matériaux ont été synthétisés. En contrepartie, la complexité synthétique des matériaux a continuellement augmenté afin d'atteindre les performances requises. Pour rendre les polymères conjugués compétitifs avec les technologies existantes, il est crucial de les obtenir de façon simple et peu coûteuse. Au cours de ces travaux de doctorat, nous nous sommes concentrés à utiliser une approche combinée où de nouveaux matériaux à faible complexité synthétique sont produits par polymérisation par (hétéro)arylation directe (PHAD). Nos efforts se sont consacrés principalement à l'unité isoindigo, un monomère simple à synthétiser dont les performances en piles solaires et transistors organiques étaient prometteuses. Au cours des travaux, nous avons synthétisé plusieurs polymères de type p et de type n, mais les performances en dispositifs n'ont pas atteint le niveau désiré. En contrepartie, ces matériaux ont représenté un système idéal pour l'étude de la PHAD elle-même, en particulier son adaptation pour une utilisation à plus grande échelle. Contrairement aux polymérisations classiques de Suzuki, Stille, Kumada, etc., la PHAD permet la formation de liens C-C entre deux dérivés aromatiques par l'activation des liens C-H. Ces travaux ont démontré pour la première fois son application dans un réacteur en flux continu, ce qui permit d'améliorer la constance des lots et de simplifier la mise à l'échelle industrielle. Ensuite, nous avons développé des conditions réactionnelles robustes biphasiques ne nécessitant pas de pression élevée. Ces conditions réactionnelles évolutives ont pu être appliquées avec succès à d'autres polymères et ont permis d'obtenir des matériaux contenant exceptionnellement peu de défauts et ayant des masses molaires élevées. Ces résultats démontrent le potentiel de la PHAD pour la synthèse de polymères conjugués de façon plus simple et éco-responsable que les méthodes précédemment proposées. / Conjugated polymers offer an advantageous combination of mechanical, electronical and processing properties that allow the production of thin, ultra-flexible and inexpensive electronic components. Along with technical advances, these emerging materials demonstrated that they had the potential to revolutionize several technologies, notably solar energy production, field-effect transistors and for the fabrication of organic light-emitting diodes. The entirely organic composition of these materials makes it possible to modulate their properties by modifying their chemical structure. Consequently, the performances of conjugated polymers in devices constantly improved along with the synthesis of new materials. In return, the synthetic complexity of the materials continuously increased to achieve the required performances. To make conjugated polymers competitive with existing technologies, it is crucial to obtain them in a simple and inexpensive manner. During these Doctorate studies, we focused on using a combined approach where new materials with reduced synthetic complexity were produced using direct (hetero)arylation (DHAP). Our efforts were devoted mainly to the isoindigo unit, a monomer that is simple to synthesize and that is promising for use in organic solar cells and transistors. Over the course of this work, we synthesized several p-type and n-type polymers, but their performances in devices did not reach the expected numbers. However, these materials were an ideal system to study DHAP itself, and specifically for its adaptation to use at larger scales. Contrary to classical polymerization, such as Suzuki, Stille, Kumada, etc., DHAP allows the formation of C-C bonds between two aromatic derivatives by activating C-H bonds directly. This work demonstrated for the first time its application in a continuous flow reactor, which allowed an improvement in batch-to-batch variations and simplified its application in industrial scale. We then developed robust biphasic reaction conditions that do not require high pressure. These scalable reaction conditions were successfully applied to other polymers and allowed us to obtain materials containing exceptionally few defects v along with high molecular weights. These results demonstrate the potential of DHAP to synthesize conjugated polymers in a simpler and eco-friendlier way than previously proposed methods.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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