Th.--Sci. phys.--Paris 11--Orsay, 1983. / Extr. en partie de Transactions of the Japan institute of metals, 22, 1981, 6, 410-414.

Th. doct.-ing.--Sc. pétrolières--Rueil-Malmaison--École nationale supérieure du pétrole et des moteurs, 1984. / 1985 d'après la déclaration de dépôt légal.

Th. doct.-ing.--Toulouse, I.N.P., 1980. N°: 82.

Th.--Sci. phys.--Bordeaux 1, 1977. N°: 519.

Un dispositif de dépôt chimique en phase vapeur à l’air libre, utilisant une torche à injection axiale (TIA), a été développé pour l’élaboration de couches minces de TiO2 et TiO2/SiO2. Les effets des paramètres de dépôt comme la distance torche-substrat (d), la puissance micro-onde incidente et le débit de précurseur de titane (TTIP) sur (i) la morphologie et (ii) la structure cristalline des couches ont été étudiés. Dans la mesure où ces couches sont appliquées dans le domaine de la photocatalyse hétérogène, l’optimisation du procédé vise dans un premier temps à permettre l’obtention d’une grande surface spécifique et à favoriser la croissance de la phase anatase. En plus de l’étude de la phase plasma (par spectroscopie d’émission optique) et des interactions thermiques plasma – surface, une caractérisation complète du matériau obtenu dans les conditions optimisées ont permis de proposer un mécanisme de croissance de la couche en mode statique. Ce dernier met en évidence une croissance par réaction de surface dans la zone centrale du dépôt et une croissance par agglomération de nanoparticules préalablement formées en phase plasma, dans sa zone périphérique. Enfin, la potentialité du dépôt d’oxydes mixtes TiO2/SiO2 a été explorée sur une large gamme de ratio Si/Ti. Il a été montré que quelle que soit la distance torche – substrat, trois phases sont détectées : SiO2, TiO2 et TixSiyOz. Lorsque d=10 mm, la phase de TiO2 est cristallisée sous la forme anatase, alors que lorsque d=30mm, l’ensemble de la couche est amorphe. L’addition d’une faible quantité de silice (environ 3%) au TiO2 cristallisé permet d’augmenter l’activité photocatalytique du matériau d’environ 15%. Une étude préliminaire a de plus permis d’obtenir un dépôt sur de larges surface grâce à la mise en mouvement du substrat, ouvrant la voie à de plus larges applications. / An open air chemical vapour deposition process, using an axial injection torch (TIA) was developed for the deposition of TiO2 and TiO2 / SiO2 thin films. The effects of deposition parameters such as the torch-to-substrate distance (d), the incident microwave power and the titanium precursor (TTIP) flow rate on (i) the morphology and (ii) the crystalline structure of the layers were investigated . Since these layers are applied in the field of heterogeneous photocatalysis, the process optimization aimed to obtain a high surface area and to promote the growth of anatase phase. Besides the study of the plasma phase (by optical emission spectroscopy) and the plasma - surface interactions, a complete characterization of the film deposited in the optimized conditions enabled to provide a growth mechanism in the static mode. It was suggested that (i) the central zone of the deposit results from surface reactions and (ii) the peripheral zone results from the surface agglomeration of nanoparticles previously formed in plasma phase. Finally, the deposition of mixed oxides TiO2 / SiO2 was investigated over a wide range of Si / Ti ratios. It has been shown that whatever the torch-to-substrate distance, three phases were detected: SiO2, TiO2 and TixSiyOz. When d = 10 mm, the TiO2 layer is crystallized in the anatase form, whereas when d = 30 mm, the entire layer is amorphous. The addition of a small amount of silica (about 3%) to the anatase TiO2 increased the photocatalytic activity of about 15%. A preliminary study consisting in the deposition on large areas by moving the substrate, opens the way for wider applications.

La réaction de Kulinkovich, découverte en 1989, permet la transformation d’esters encyclopropanols par réaction avec un complexe oléfinique de titane. Cette réaction a été appliquée en 2001 à la conversion des nitriles en cyclopropylamines primaires.Nous avons tout d’abord effectué une étude de la cyclopropanation asymétrique d’un cyanoester par un complexe chiral de titane. Une méthode d’évaluation rapide de l’induction asymétrique de ligands chiraux a été mise au point, et a permis de réaliser un screening dediols chiraux. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec le TADDOL, qui a fourni des excès énantiomériques moyens, mais notre méthode d’évaluation reste un atout pour l’évaluation d’autres types de ligands chiraux.Une méthode originale de formation de 1,4-dicétones via un complexe oléfinique de titane a été découverte puis optimisée, et ses limites ont été explorées. La préparation des 1,4-dicétones s’effectue en deux étapes à partir d’acides carboxyliques avec des rendements modestes à satisfaisants. L’utilisation de réactifs peu coûteux et peu toxiques ainsi que la grande diversité structurale accessible rendent notre méthode de synthèse compétitive vis-àvis de celles décrites dans la littérature.Plusieurs études réalisées précédemment par notre équipe ont permis de synthétiser de façon exclusive les isomères (Z) de divers 2,3-méthanoaminoacides. Nous avons développé au cours de cette thèse une voie de synthèse des isomères (E) et (Z) de la 2,3-méthanolysineprotégés de façon orthogonale, via la cyclopropanation diastéréosélective d’une cyanhydrinebenzylée. La flexibilité de cette stratégie permet d’envisager la préparation des isomères (E)et (Z) de nombreux autres analogues contraints d’acides aminés. / The Kulinkovich reaction, discovered in 1989, allows the titanium-mediatedtransformation of esters into cyclopropanols using Grignard reagents. This reaction wasextended to other substrates, notably nitriles which afford primary cyclopropylamines. First, a study of the asymmetric cyclopropanation of a cyanoester using a chiral titaniumcomplex has been carried out. A method allowing the fast assessment of the asymmetricinduction of chiral ligands has been worked out, and used to conduct a screening of chiraldiols. The best results were obtained with the original TADDOL, which furnished averageenantiomeric excesses, but our method remains an asset for the evaluation of other types ofchiral ligand.An original method for the formation of 1,4-diketones using an olefinic titanium complexhas been discovered, optimized, and explored. We established that 1,4-diketones are availablein two steps from carboxylic acids with modest to correct yields. The use of inexpensive andminimally toxic reagents as well as an access to a vast structural diversity allow our method tobe competitive beside those reported in literature.Several studies carried out previously by our team allowed the exclusive synthesis of the(Z) isomers of various 2,3-methanoaminoacids. In this present work, we developped asynthetic pathway towards (E) and (Z) isomers of orthogonaly protected 2,3-methanolysine,using the diastereoselective cyclopropanation of a benzylated cyanhydrin as key reaction. Theflexibility of this strategy allows to consider the preparation of (E) and (Z) isomers of variousother constrained aminoacid analogues.

Les α-oléfines jouent un rôle très important en tant qu'intermédiaires réactionnels dans l'industrie chimique et pétrochimique. Leur utilisation principale est la production de diverses qualités de polyéthylène dans lequel l'α-oléfine est engagée en tant que co-monomère (butène-1, hexène-1 et octène-1). Les systèmes capables de dimériser, trimériser voir tétramériser sélectivement l'éthylène en α-oléfines supérieures, utilisent principalement le titane et le chrome. Du fait de la toxicité potentielle du chrome, la recherche industrielle et académique s’oriente de plus en plus vers des systèmes à base de titane.Notre objectif dans ce contexte était d’étudier le potentiel des systèmes « phénoxy-tridente » du Ti(IV) pour la trimérisation sélective de l’éthylène en hexène-1. De nombreux systèmes de formules générales [(ArO-X-L)TiCl3] (X=O,P,N et L=O,P,N) ont ainsi été isolés et caractérisés. L’étude de leurs propriétés électroniques et stériques et ses conséquences sur leurs performances en oligomérisation/polymérisation de l’éthylène ont été discutées. Elles mettent en évidence la criticité de l’ensemble des paramètres à la fois électroniques et structuraux du ligand. Un seul système de cette famille est capable de produire sélectivement de l’hexène-1, les autres conduisant à la polymérisation de l’éthylène.Une étude DFT associée à une étude expérimentale des propriétés redox des précurseurs catalytiques ou encore du comportement hémilabile des ligands mis en jeu, nous a conduit à proposer un mécanisme identifiant la phase d’activation comme l’élément clé permettant d’orienter les systèmes étudiés vers la polymérisation ou la production sélective d’hexène-1. / Linear α-olefins (LAOs) are crucial importance for the chemical and petrochemical industry as they are highly valuable feedstock for a variety of process mainly as co-monomer for the production of different grade of polyethylene (1-butene, 1-hexene and 1-octene). Some systems and predominantly chromium and titanium systems have performed selective dimerization, trimerization and tetramerization of ethylene to higher α-olefins. For toxicity reasons, industrial and academic research focus more and more on titanium-based systems.Our objective in this context was the study of potential “tridentate phenoxy” systems of Ti(IV) for selective trimerization of ethylene to 1-hexene. Numerous systems with general formula [(ArO-X-L)TiCl3] (X=O,P,N and L=O,P,N) were described and characterized. The study of electronic and steric properties and their consequences on catalytic performances in oligomerization/polymerization of ethylene were discussed. They showed the criticity of all electronic and structural parameters of ligands. Only one system of this family is able to produce selectively 1-hexene, others give mainly polyethylene.DFT study associated with an experimental study of redox properties on catalytic precursors or the hemilabile behavior of ligands involved, led us to propose a mechanism identifying the activation phase as the key to switch between polymerization or selective trimerization of ethylene.

Ces travaux de thèse concernent l'étude du contact à grande vitesse pouvant intervenir entre le pied de l'aube et l'alvéole du disque (tous deux en Ti6Al4V) de la soufflante du turboréacteur CFM56. Le comportement et les modes d'endommagement associés à ce type d'événements restent méconnus et peu traités dans la littérature. L'utilisation d'un tribomètre spécifique adapté sur un banc balistique, d'un thermocouple feuille-pièce et de modélisations numériques (éléments finis) ont permis d'étudier les liens existants entre vitesse, pression, température et efforts de frottement. Les endommagements induits ont ensuite été analysés en étudiant l'usure et l'évolution de la microstructure en sous surface (MEB, Imagerie 3D et EBSD). Une modélisation semi-analytique basée sur le cisaillement adiabatique des aspérités a été développée pour étudier l'évolution de la taille de la surface réelle de contact. En associant ce modèle à deux essais expérimentaux, des enveloppes inférieures et supérieures de l'évolution du coefficient de frottement pour une large gamme de vitesse de glissement ont été calculées. Ce travail de thèse est le fruit d'une collaboration entre la société Snemca, le LaBPS (Laboratoire de mécanique, Biomécanique, Polymères et Structure) et le LEM3 (Laboratoire d'étude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux) / In case of exceptional events in aircraft engines (bird ingestion or blade disassembly), blade motions induce sliding at the interlock between the blade root and the slot of the fan rotor. The interface then undergoes quasi-instantaneous sliding under high normal pressure. This thesis work was initiated to investigate this phenomena and deals therefore with extreme sliding interactions for a Ti6Al4V tribopair (aircraft engine CFM56). Interface behavior and wear modes associated to these extreme thermomechanical loads remain poorly studied in literature. Links between velocity, pressure, temperature and friction force have been investigated by using a specific tribometer adapted on a ballistic bench, a foil-workpiece thermocouple and finite elements analysis. Induced damage were then analyzed by studying wear and microstructure evolutions (SEM, nanotomography and EBSD). A semi-analytical model, based on adiabatic shearing of asperities, has been proposed to evaluate the evolution of the real area of contact. By associated the latter with two experimental tests, upper and lower estimations of the mean friction force for a large velocity range can be calculated. This work is the result of collaboration between aircraft manufacturer Snecma, the LaBPS (Laboratory of Mechanics, Biomechanics, Polymers and Structures) and the LEM3 (Laboratory of Microstructure and Mechanics of Materials)

Le manuscrit porte sur l'étude de la combinaison entre les complexes des métaux du groupe 4 et les lanthanides métalliques.La première partie s'intéresse à la réduction des dichlorométallocènes du groupe 4 par les lanthanides. En fonction du lanthanide choisi, il est possible d'accéder à différents degrés d'oxydation du titane. La présence d'un excès de lanthanides permet la réduction des métallacyclopentadiènes issus de la dimérisation réductrice d'alcynes comportant des groupements aryles. La seconde partie concerne l'adaptation du système d'oléfination de groupements carbonyles mis au point par Takeda. Le choix du système Cp2TiCl2/Dy, sans phosphite, permet la conversion de nombreux composés carbonylés en alcènes avec pour certains une bonne sélectivité. Un des atouts de ce nouveau système est la possibilité de réaliser une procédure « tout-en-un ». La troisième partie porte sur la synthèse de nouveaux hétérocycles phosphorés. Suite à la dimérisation réductrice d'alcynes vrais avec le système Cp2ZrCl2/La, une sélectivité est observée pour la formation de phospholes substitués en position 1, 2 et 4. Ces nouveaux composés sont oxydés par du soufre pour obtenir des thiooxophospholes qui peuvent, dans certains cas, subir une dimérisation [2+2]. La dernière partie présente la mise au point d'une méthodologie de synthèse de cyclopropylamines secondaires utilisant le système Ti(OiPr)4/RMgBr. / This thesis deals with the study of the combination of group 4 metal complexes with lanthanides.The first part of this work presents the reduction of dichlorometallocenes with lanthanides. Depending on the lanthanide, different oxidation states of titanium can be accessed. With an excess of lanthanide metal, it is possible to reduce the metallacyclopentadienes formed during the reductive dimerization of alkynes carrying one aryl group.The second part concerns the modification of the Takeda carbonyl olefination system. The system Cp2TiCl2/Dy, without phosphite, allows the conversion of many carbonyl compounds into alkenes with a good selectivity in certain cases. One of the advantages of this new system is the possibility to perform an “all-in-one” procedure.The third part is about the synthesis of new phosphorous heterocycles. Following the reductive dimerization of terminal alkynes using the Cp2ZrCl2/La system, the selective transformation of the reaction intermediates into 2,4-disubstituted phospholes is observed. These new compounds can be converted into thiooxophospholes with sulfur, which in some cases undergo a [2+2] dimerisation.The last part presents a new methodology for the synthesis of secondary cyclopropylamines with the Ti(OiPr)4/RMgBr system.

353121\u / The utilization of solar light-driven photocatalysts has attracted an increasing attention in creating green energy and purifying environment from harmful pollutants. In photocatalysis technology, semiconductor-based photocatalysis has diverse applications including the decomposition of organic pollutants. In particular, titanium dioxide (TiO₂)-based photocatalysts have been extensively studied because of their low cost and outstanding physical and chemical properties. However, the photocatalytic performance of TiO₂ is not very high due to the weak light absorption and the fast charge carrier recombination. Therefore, the main target of the research presented in this thesis is to develop new methods to prepare more efficient materials based on TiO₂ for organic pollutants decomposition. For this purpose, the uniform titanate nanodisks (TNDs) with an average diameter of 22 nm were first synthesized by using different types of capping agents, including benzyl alcohol (BA), benzyl ether (BE) and oleylamine (OM). SiO₂ nanospheres (SiO₂ NSs) in nanoscale diameter as the core of the structure were then coated with TNDs using a layer-by-layer deposition technique in the presence of polyethylenimine (PEI) solution to design the TND-PEI/SiO₂ NSs. Based on the developed TND-PEI/SiO₂ NSs, creating a heterojunction between TiO₂ and other visible light active semiconductors is one of the interesting ways to optimize and enhance performance of TiO₂ in the visible region. In order to synthesize these TiO₂-based heterojunction composites, several cation (Cu²⁺, Ni²⁺, and Pt²⁺) solutions were loaded over TND-PEI/SiO₂ NSs to obtain CuO/TiO₂/SiO₂, Ni²⁺/TiO₂/SiO₂ or Pt²⁺/TiO₂/SiO₂ materials, respectively. The co-existence of CuO, Ni²⁺, and Pt²⁺ functioning as co-catalysts led to a remarkable enhancement of the photocatalytic performance of TiO₂. The new developed materials have shown not only high porosity and high specific surface area, but also strong solar light absorption. As a result, the photocatalytic activity of these new materials and the effect of different co-catalysts were investigated in the photocatalytic decomposition of methanol. TiO₂-based heterojunction composites (CuO/TiO₂/SiO₂) was further treated by H₂S. This non-metal doping TiO₂ is a well-known and effective way to decrease the band gap, which can result in the absorption of more visible light. The photodegradation of methanol in aqueous solution was deployed to test the photocatalytic activities of TiO₂-based material and further widens its applications in water treatment. These modifications proved that the light absorption of CuO/TiO₂ was improved compared with Ni²⁺/TiO₂ and Pt²⁺/TiO₂. CuO/TiO₂ material after H₂S treatment was found to exhibit a good performance in the degradation of methanol from aqueous solutions under solar light irradiation.