Le neutrino est l'une des douze particules élémentaires du modèle standard. Il se caractérise par une charge électrique nulle et une masse extrêmement petite. De nombreuses expériences ont été conçues afin d'étudier les propriétés des neutrinos. Malgré les avancées effectuées jusqu'à présent, la nature du neutrino est, encore aujourd'hui, inconnue. La collaboration NEMO (Neutrino Ettore Majorana Observatory) étudie la double désintégration bêta sans émission de neutrino, phénomène radioactif très rare, afin de découvrir la nature du neutrino et de déterminer s'il est, ou non, identique à son antiparticule. Aujourd'hui, la collaboration NEMO construit un nouveau détecteur baptisé SuperNEMO. Le gaz présent dans le détecteur requiert une concentration en radon inférieur à 100 µBq/m3, afin de minimiser le bruit de fond radioactif. La purification du gaz est réalisée grâce l'adsorption du radon par des matériaux microporeux. Dans ce travail, nous avons développé au CPPM (Centre de Physique des Particules de Marseille) un banc de mesures pour quantifier l'adsorption du radon par divers matériaux, afin d'en tirer un modèle, et atteindre les conditions de pureté requise pour SuperNEMO. En parallèle avec l'étude d'adsorbants disponibles, et de manière à mieux explorer la problématique de l'adsorption du radon, nous avons synthétisé et étudié au CINaM (Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille) des composés polyaromatiques hydrocarbonés étoilés et des polymères aromatiques branchés ou dendritiques, incorporant du soufre, pour adsorber le radon. / The neutrino is one of the twelve elementary particles from the standard model. It is characterize by a neutral electrical charge and an extremely low mass. Many experiments have been set up in order to study the properties of neutrino. Despite scientific breakthrough, the nature of this particle is still unknown up to now. The NEMO collaboration is studying the neutrinoless double beta decay, a very rare radioactive process, to find out the nature of neutrino and to know if the neutrino is equivalent to the antineutrino. Today, the NEMO collaboration is building a new detector called SuperNEMO. The gas inside the detector need to have a concentration in radon below 100 µBq/m3, to minimize the radioactive background. The purification of this gas is achieved from the adsorption of radon by microporous material. In this work, we have developed in CPPM a bench test to measure the radon adsorption by various materials, in order to propose an adsorption model, and to reach the purity condition needed for SuperNEMO. Along with the study on adsorbents available and to better understand the radon adsorption, we synthetized and studied at CINaM star-shape polyaromatic hydrocarbons and branched or dendritic aromatic polymers, incorporating sulfur, to adsorb radon.

Ce travail était centré sur les propriétés thermodynamiques et mécaniques des polymères denses et sur leurs liens avec les systèmes de la matière molle et l'étude des propriétés de conformation et les propriétés rhéologiques des polymères hyperbranchés. L'étude de polymères hyperbranchés montre qu'ils sont substantiellement différents de leurs analogues linéaires. En utilisant des méthodes de simulation, nous pouvons obtenir des informations inaccessibles par des méthodes expérimentales et heureusement obtenir de précieuses informations du point de vue industriel et scientifique. Cette étude traite le problème par des simulations et comme expliqué dans le manuscrit, nous avons observé un centre de faible densité pour un grand nombre de générations et une enveloppe extérieure plutôt compacte. Cette tendance se retrouve également pour les propriétés dynamiques. Le manque d’enchevêtrement dans les polymères hyperbranchés fait d'eux des matériaux moins résistant que ceux composés de chaînes linéraires. La viscosité perd sa simple dépendance à la masse dans le cas d'une chaîne linéaire. / This study is focused on thermodynamic and mechanical properties of dense polymers solutions and related soft matter systems and conformational and rheological properties of hyperbranched polymers. Studies of hyperbranched polymers shows that they are substantially different from their linear analogs. By using simulation methods we could reach the information not available by experimental methods and hopefully obtain valuable information from both industrial and scientific points of view.This study is treating this problem by means of computer simulations where as a result we can see a hollow center for high generation numbers and a rather compact outer shell. This tendency expands to dynamical behavior. Lack of chain entanglements in hyperbranched polymers make them not very tough materials in a comparison with linear chains. Another point is a decrease of mobility caused by large amount of branch points. Viscosity loses its simple dependence on the mass as for the case of linear chains.

L’objectif de ce travail est dans un premier temps d’élaborer des fleurs macromoléculaires et des polymères hyperbranchés par auto-assemblage et réticulation de copolymères triblocs associatifs en solvants sélectifs. Dans un second temps, il s’agit d’étudier les propriétés structurales et dynamiques de ces architectures par diffusion de la lumière et rhéologie en solution sur une gamme étendue de concentration. La première partie de ce travail a consisté à synthétiser les copolymères triblocs associatifs à base de polybutadiène (PB), et de poly(oxyde d’éthylène) (POE) en les modifiant aux extrémités avec des blocs solvophobes réticulables respectivement poly(acrylate de diméthylmaléimidoéthyle)(PMDIEA), et poly(acrylate de méthacryloyloxyéthyle)(PAME). La deuxième partie de ce travail a consisté en l’élaboration de micelles "fleurs" et de polymères hyperbranchés (HyperMac) par auto-assemblage dans l’eau du copolymère PAME7-b-POE270-b-PAME7, suivi d’une réticulation des cœurs afin de figer les structures. Il a été observé par diffusion de la lumière que la taille dépend de la concentration à laquelle le polymère a été réticulé. Les dynamiques locales ainsi que la compressibilité osmotique sont indépendantes de l'architecture (étoile, fleur ou HyperMac) à forte concentration. Il a également été observé une autosimilarité des structures obtenues quels que soient leurs types. Les mesures de rhéologie montrent une augmentation de la viscosité avec la taille et le degré de ramification des architectures. La dépendance en concentration de la viscosité des solutions de "fleurs" est identique à celle des solutions d'étoiles. / The objective of this work is a first step to develop flower-like and hyperbranched polymers by selfassembling and crosslinking of associative triblock copolymers in selective solvents. The second aim is to study structural and dynamic properties of these architectures in solution by light scattering and rheology on a broad range of concentrations. The first part of this work consisted in synthesizing triblock copolymers based on polybutadiene (PB), and poly(ethylene oxide) (PEO) by end-capping them with crosslinkable solvophobic blocks; poly(dimethyl maleimido ethyl acrylate) (PDMIEA) and poly(methacryloyloxyethyl acrylate) (PMEA), respectively. The second part of this work consisted in elaborating flowers-like and hyperbranched polymers (HyperMac) by self-assembling the PAME7-b-PEO270-b-PAME7 copolymer in water, followed by crosslinking the micelles cores in order to freeze the structures. Light scattering revealed that the size of the objects depended on the concentration at which the polymers were crosslinked. Local dynamics and osmotic compressibility were independent of the architecture (star, flower or HyperMac) at high concentrations. In addition, a self-similarity of the structures was observed regardless their types. Rheology measurements showed an increase of viscosity with the size and the branching degree of the architectures. The concentration dependence of the viscosity was the same for star- and flower-like polymer in water.