De nouveaux matériaux à base de polyisobutène (PIB) linéaire non fonctionnel ont été élaborés dans l'objectif d'élargir les domaines d'application des polyisobutènes de masses molaires intermédiaires (10 000 < Mn < 100 000 g.mol-1), actuellement peu exploités.Une architecture de type réseau semi-interpénétré de polymères (semi-RIP) a été choisie pour immobiliser physiquement le PIB linéaire au sein de divers réseaux polyméthacrylate. Les précurseurs (monomère, réticulant et amorceur) des réseaux solubilisant le PIB, les synthèses sont réalisées sans solvant et le programme thermique a été optimisé. Des semi-RIPs homogènes macroscopiquement et ne fluant pas sont obtenus pour des proportions massiques de PIB comprises entre 20 et 70%. Les analyses thermomécaniques ont montré que ces semi-RIPs présentent une morphologie de phases co-continues. La modification de la nature et de la composition du co-réseau partenaire permet de moduler « à façon » les propriétés mécaniques (module de conservation et facteur de perte) de ces semi-RIPs entre -10 et 200°C tout en conservant certaines propriétés du PIB (imperméabilité aux gaz).Enfin, une relaxation mécanique haute température intervenant au-delà des Tgs des deux polymères associés a été détectée dans la plupart des semi-RIPs PIB/polyméthacrylate étudiés. Une interprétation de l'origine de cette relaxation mécanique a été proposée. / New linear and non functional polyisobutene (PIB) based materials have been synthesized to enlarge the potential application of medium molecular weight polyisobutènes (10 000 < Mn < 100 000 g.mol-1), currently underemployed.A semi-interpenetrating polymer network (semi-IPN) architecture have been employed to immobilize the linear PIB chains physically inside different polymethacrylate networks. The networks precursors (monomer, cross-linker and initiator) are miscible with PIB and syntheses without solvent have been carried out, and thermal curing has been optimized. Macroscopically homogeneous semi-IPNs showing no creep, for PIB weight proportions from 20 to 70%, have been obtained. Thermomechanical analyses of semi-IPNs shown co-continuous phase morphology. By changing the nature and composition of the partner co-network, the mechanical properties (storage modulus and damping factor) of the semi-IPNs are tunable between -10 and 200°C, while some properties of the PIB (very low permeation to gases) are kept.Finally, the semi-IPN architecture and the chosen synthesis pathway, among other things, lead to the observation of a high temperature relaxation above the Tg of both associated polymers, in almost all of the studied semi-IPNs. An interpretation of the origin of this phenomenon has been proposed.

Le travail reporté dans ce manuscrit concerne l’élaboration de matériaux conducteurs protoniques destinés à une application en tant que membrane de PEMFC. L’approche considérée, relativement récente dans ce domaine, consiste à élaborer des réseaux seminterpénétrés(semi-IPN). Pour ce faire, un polymère linéaire conducteur protonique (unPEEK sulfoné) a été associé à un réseau réticulé fluoré de type poly(aryl étherperfluorocyclobutane) (PFCB). Ces macromolécules sont obtenues par cyclodimérisationthermique de monomères bis et tris-trifluorovinyléther (TFVE). Différentes séries de semi-IPN ont été élaborées en faisant varier la nature du PFCB, le taux de réticulation, le procédéde mise en oeuvre et le taux de réseau incorporé au sPEEK. L’ensemble des résultats montrequ’il existe une composition pour laquelle les propriétés de conductivité, de gonflement et detenue mécanique sont optimales. Une membrane ayant une conductivité de 155 mS.cm-1 et ungonflement à l’eau deux fois inférieur à celui du sPEEK (dont la conductivité s’élève à127 mS.cm-1) a été obtenue grâce à un ajout de 10 % en masse en réseau fluoré. Par ailleurs,l’incorporation dans le réseau PFCB de monomères contenant des fonctions sulfoniques a étéenvisagée. Un travail important de chimie organique a permis d’obtenir des molécules bis-TFVE comportant des fonctions sulfonées protégées sous forme d’ester sulfonique. Lapolycondensation directe de ces molécules a permis la synthèse de polymères PFCB linéairesconducteurs protoniques d’une CEI préalablement déterminée. / This thesis deals with the conception of proton conducting materials used as PEMFCmembrane. The proposed approach is quite new in this application field and is based on thedevelopment of semi-interpenetrating networks (semi-IPN). A linear conducting polymer(sulfonated PEEK) was combined with a crosslinked fluorinated network, a poly(aryl etherperfluorocyclobutane) (PFCB). These macromolecules are obtained by thermalcyclodimerization of bis and tris trifluorovinylether monomers (TFVE). Different series ofsemi-IPN were prepared by changing the PFCB nature, the crosslinking degree, the synthesisprocess and the proportion of the network added to the sPEEK. The overall results show aspecific semi-IPN composition for which the conductivity, the swelling and mechanicalstrength properties are optimal. A membrane with a proton conductivity of 155 mS.cm-1 and alimited water swelling (50 % lower than for a sPEEK membrane which exhibits a protonconductivity of 127 mS.cm-1) is obtained by adding 10 wt-% of fluorinated network. Inaddition, the incorporation of sulfonated TFVE monomers into the network PFCB has beenconsidered. A significant effort in organic chemistry enabled the synthesis of bis-TFVEmolecules containing protected sulfonated functions in a sulfonate ester form. Linearconducting PFCB polymers with a predeterminated IEC were obtained by directcopolycondensation of these monomers.