Des revêtements sol-gel nanocomposites TiO2-SiO2 ont été réalisés à partir de mélanges d'une suspension nanocristalline de TiO2 anatase et de sols polymériques de silice. Ces revêtements présentent une superhydrophilie naturelle, persistante et photo-régénérable. La présence de charges localisées aux interfaces granulaires TiO2-SiO2 est une des hypothèses permettant d'expliquer cette superhydrophilie naturelle. Toutefois des effets de morphologie (rugosité, porosité de surface) sont également connus pour influencer le mouillage. Des études ont été menées pour mettre directement en évidence l'effet intrinsèque des interfaces granulaires. Les études se sont recentrées sur l'effet extrinsèque de paramètres morphologiques susceptibles d'influencer la mouillabilité des revêtements nanocomposites selon des modèles thermodynamiques des surfaces connus. De nouveaux protocoles de synthèse par voie sol-gel ont été mis au point afin d'analyser i/ en quoi la superhydrophilie naturelle et photo-induite des revêtements TiO2-SiO2 pouvait être influencée par des effets de morphologie et de composition, et ii/ en quoi une exacerbation de ces effets via des structurations artificielles pouvaient encore accroître la superhydrophile de surface. Une extrapolation de ces protocoles a également permis d'étudier des revêtements superhydrophobes.

Des revêtements sol-gel nanocomposites TiO2-SiO2 ont été réalisés à partir de mélanges d'une suspension nanocristalline de TiO2 anatase et de sols polymériques de silice. Ces revêtements présentent une superhydrophilie naturelle, persistante et photo-régénérable. La présence de charges localisées aux interfaces granulaires TiO2-SiO2 est une des hypothèses permettant d'expliquer cette superhydrophilie naturelle. Toutefois des effets de morphologie (rugosité, porosité de surface) sont également connus pour influencer le mouillage. Des études ont été menées pour mettre directement en évidence l'effet intrinsèque des interfaces granulaires. Les études se sont recentrées sur l'effet extrinsèque de paramètres morphologiques susceptibles d'influencer la mouillabilité des revêtements nanocomposites selon des modèles thermodynamiques des surfaces connus. De nouveaux protocoles de synthèse par voie sol-gel ont été mis au point afin d'analyser i/ en quoi la superhydrophilie naturelle et photo-induite des revêtements TiO2-SiO2 pouvait être influencée par des effets de morphologie et de composition, et ii/ en quoi une exacerbation de ces effets via des structurations artificielles pouvaient encore accroître la superhydrophile de surface. Une extrapolation de ces protocoles a également permis d'étudier des revêtements superhydrophobes. / Sol-gel TiO2-SiO2 nanocomposites coatings have been deposited from a suspension of anatase TiO2 nanocristallites mixed with different polymeric silica sols. These coatings show a natural and persistent superhydrophilicity, which can also be photo-regenerated. This outstanding property can probably be explained by electrical charges localized at TiO2-SiO2 granular interfaces. Yet, some morphological features (roughness, surface porosity) may also influence wetting properties. Studies have firstly been carried out to directly evidence the intrinsic effect of those electrical charges. The studies have then been focused on the extrinsic effect of morphological parameters than can influence the composite wettability, according to thermodynamic models. New sol-gel protocols were carried out to better understand in which extent i/ the natural and photo-induced wetting properties of composite coatings may be influenced by composition and morphological features, and ii/ artificial structuration of the coating surface may enhance their superhydrophilicity. Those structuration protocols have been extrapolated to the study of superhydrophobic coatings.

Les matériaux à base de polydopamine (PDA) s’inspirent de la forte adhésion du byssus de la moule sous l’eau. L’oligomérisation de la dopamine dans un milieu basique permet la formation de revêtement de PDA sur n’importe quel matériau. En plus de la simplicité du procédé celui-ci est vert et versatile. La PDA a des propriétés similaires aux mélanines, d’où son utilisation dans le domaine des phénomènes de conversion d’énergie, de l’environnement et du biomédical. Cependant la structure de la PDA étant inconnue, l’élaboration de matériaux basés sur la relation structure propriétés est difficile. L’un des buts de cette thèse a été de comprendre cette relation pour élaborer de nouveaux matériaux de PDA. En choisissant l’oxydant adéquat nous avons déposé un film épais, superhydrophile et biocompatible sur n’importe quels substrats. De plus nous avons découverts la possibilité de former des films de PDA à l’interface air/eau. L’étude de ce phénomène a permis de former des membranes autosupportées et stimuli responsives. / Polydopamine (PDA) materials are inspired from mussels’ byssus strong adhesion underwater. The oligomerization of dopamine in a basic medium allows forming a PDA coating on virtually any materials. In addition to the simplicity, ecofriendly and versatility of the deposition method, PDA has properties similar to those of melanin pigments and displays many outstanding properties. Thus PDAis widely used in energy, environmental and biomedical sciences. However design of PDA based new materials with tailored properties is a challenge since its structure is still unknown. In that sense one of the aims of this thesis is to gain knowledge in PDA structure-property relationship in order to design PDA materials with new properties. By choosing the appropriate oxidant we deposited thick and superhydrophylic films on any materials for the elaboration of low fouling and biocompatible surfaces. Additionally we discovered the possibility to form PDA films at the air/water interface. The investigation of this phenomenon led to the formation of stimuli responsive free standing membranes.