Sous l’impact des agressions environnementales (lumière, température, eau …), les peintures de carrosseries automobiles voient leurs propriétés (couleur, brillant, …) se dégrader. L’amélioration de leur tenue dans le temps est l’un des enjeux importants auxquels sont confrontés les constructeurs automobiles. La compréhension des phénomènes mis en jeu nécessite un travail de recherche important. Les objectifs de cette thèse ont été d’étudier les mécanismes de photovieillissement de polymères tridimensionnels (acrylique-mélamine et acrylique-uréthane) depuis l’échelle moléculaire (structure chimique du polymère) jusqu’à l’échelle macroscopique (propriétés fonctionnelles du matériau). L’étude de l’influence de chacune des contraintes (lumière, eau, …) indépendamment les unes des autres a permis de comprendre le comportement du matériau dans les conditions naturelles où toutes ces contraintes se superposent. Nous avons montré que le photovieillissement des vernis mettait en jeu la dégradation des fonctions chimiques formées lors de l’étape de réticulation du vernis, entraînant une densification du réseau au cours du vieillissement et menant à l’apparition d’un faïençage lorsqu’un seuil de contraintes internes était atteint. On a également montré qu’il existait une relation étroite entre le mécanisme chimique de dégradation, l’obtention d’un palier de dureté et l’apparition du faïençage. Sur la base de comparaisons entre vieillissement naturel et vieillissement artificiel accéléré, des facteurs d’accélération ont été calculés, permettant de prévoir à partir d’une irradiation en conditions de vieillissement artificiel accéléré, la durée de vie des vernis. / It is well known that under environmental stresses impact (light, temperature,water, ...), car paints properties (color, gloss, ...) deteriorate. Improving clearcoats performance over time is one of the most important issues that car manufacturers have to solve. This necessitates an important research activity. The main objectives of this thesis were to study the mechanisms of photoageing of crosslinked polymers (acrylic-melamine and acrylic-urethane) from the molecular (chemical structure of the polymer) to the macroscopic scale (functional properties of the material). The study of the influence of individual stress (light,water, ...) independently each from other has allowed us to understand the behavior of the material under natural conditions where all these stresses overlap. We have demonstrated that the photoageing of clearcoats leads to the degradation of the chemical function formed along with the crosslinking process. We have observed that this results in a significant network densification, leading to the appearance of cracking when a threshold of internal stresses is reached. We have also demonstrated a close relationship between the degradation mechanism, the hardness values and the time required for cracks appearance. Based on comparisons between natural and artificial ageing, acceleration factors were calculated to predict clearcoats service life from an accelerated ageing.

Des polyacides lactiques hydroxy téléchélique de masses molaires variées ont été synthétisés par polymérisation par ouverture de cycle du LLA en présence de 1,4 -butane diol. Des polyhydroxybutyrate hydroxy téléchéliques ont été préparés transesterification du PHB et du 1,4-butanediol catalysée par l'acide p-toluène sulfonique .Ces oligomères ont été utilisés pour préparer des polyesters amides fonctionnalisés acrylates ou mercaptans. Dans une approche parallèle, du PCL multi acrylate a été préparé avec succès par copolymérisation par ouverture de cycle de méthacrylate de glycidyle avec du caprolactone. Des copolymères (GMA -co- CL) ayant des masses molaire et de la fonctionnalité variables, ont été préparés en modifiant les paramètres de la réaction tels que le catalyseur, la nature du co-amorceur et le rapport des stœchiométriques des différents réactifs. Les polymères multi acrylates ont été copolymérisés principalement avec l'HEMA sous irradiation UV pour obtenir des réseaux PLA, PHB et PCL segmentés. Les mécanismes de dégradation de ces réseaux ont été étudiés en examinant particulièrement les décompositions des liaisons uréthanes et esters. Des dépolymérisations du PHEMA ont été détectées avec TGA -FTIR à plus haute température (450°C). Pour les réseaux à base de PCL, les propriétés thermo -mécaniques ont été étudiées. Le résultat montre que les phases riches en PCL ont une bonne compatibilité avec le poly HEMA. Les modules caoutchoutiques et l’étendue des températures des zones d’amortissement peuvent être contrôlées en fonction des paramètres réactionnels. Les Polymères multifonctionnels Thiols du PCL, PHA et PLA ont été utilisés pour faire croître des chaines méthacrylates et construire des polymères de type étoile / Hydroxyl telechelic polylactic acids of various molecular weights were synthesized by ring opening polymerization in the presence of LLA and 1,4-butanediol. Telechelic hydroxy polyhydroxybutyrate were prepared transesterification of PHB and 1,4- butanediol catalyzed by p- toluene sulfonic acid. These oligomers were used to prepare polyesteramides functionalised acrylates or mercaptans. In a parallel approach, the PCL multi acrylate was successfully prepared by ring-opening copolymerization of glycidyl methacrylate with caprolactone. Copolymers (GMA-co-CL) with variable molar masses and functionality were prepared by changing the reaction parameters such as catalyst, the nature of the co-initiator and the ratio of different stoichiometric reagents. Multi-acrylated polymers were copolymerized with HEMA under UV irradiation to obtain PLA, PHB and PCL segmented networks. Degradation mechanisms of these networks have been studied by examining particular decomposition of urethane bonds and esters. Depolymerization of the PHEMA was detected with TGA -FTIR at higher temperature (450°C). For PCL based networks, the thermo- mechanical properties were studied. The result shows that the PCL-rich phases have good compatibility with poly HEMA. The rubber and the working temperature range of the damping zones modules can be controlled as a function of reaction parameters. Multi mercapto functionalized polymers with PCL, PLA and PHA segments were used to grow methacrylate polymer chains and build star type

L’utilisation de nanoparticules de polymère pour l’encapsulation de substances utilisées en médecine, en cosmétique ou en agrochimie suscite un intérêt croissant. Parmi les polymères préparés sous forme de nanoparticules, le polyuréthane présente l’avantage d’être biocompatible, biodégradable et adaptable à de nombreuses applications. L’utilisation de diisocyanates pour sa synthèse pose néanmoins un problème sanitaire et environnemental majeur. Ce travail de thèse consiste en la synthèse d’un polyuréthane sans isocyanate, le poly(hydroxy)uréthane (PHU), puis en la préparation de nanoparticules par nanoprécipitation de ce polymère. Un objectif supplémentaire est le développement de nanoparticules de PHU thermo- et pH-stimulable. Dans une première partie, un PHU modèle a été synthétisé et caractérisé. Ce polymère a été nanoprécipité en l’absence de tensioactif afin de valider la faisabilité du procédé. La seconde partie se focalise sur l’étude approfondie et l’optimisation de la nanoprécipitation du PHU modèle en présence de tensioactif. Afin de caractériser le système polymère-solvant-eau-tensioactif, la micellisation du tensioactif et les interactions polymère-solvant ont été étudiées. Un plan factoriel complet a été réalisé afin d’optimiser le procédé de nanoprécipitation utilisant le DMSO comme solvant. Les effets principaux et d’interactions de la concentration en polymère, du volume d’eau et de la concentration en tensioactif sur la taille et la distribution de taille des nanoparticules ont été déterminés. Afin de permettre l’élimination du solvant par évaporation, la nanoprécipitation du PHU a aussi été réalisée en utilisant du THF comme solvant organique. Dans une troisième partie, trois poly(hydroxy)uréthanes pH- et thermo-stimulables ont été synthétisés et caractérisés. Des nanoparticules de faible taille et distribution de taille ont ensuite été préparées par nanoprécipitation. Une fois le solvant organique éliminé par dialyse, la réponse des nanoparticules de PHUs stimulables à des variations de température et de pH a été étudiée. / The use of polymer nanoparticles for substance encapsulation generates a growing interest in medicine, cosmetics or agro-chemistry. Among the polymers used as nano-encapsulation agents, polyurethane has the advantage to be biocompatible, biodegradable and versatile. However, the use of noxious diisocyanates for polyurethane synthesis is a major drawback. This thesis project consists in synthesizing a non-isocyanate polyurethane, poly(hydroxyl)urethane (PHU), and then preparing nanoparticles by PHU nanoprecipitation. An additional objective is the development of thermos and pH-responsive PHU nanoparticles. In a first section, a model PHU was synthesized and characterized. The polymer was then nanoprecipitated in the absence of surfactant in order to ensure the feasibility of the process. The second section focused on the in-depth study and optimization of the model PHU nanoprecipitation in the presence of a surfactant. To characterize the polymer-solvent-water-surfactant system, surfactant micellization and polymer-solvent interactions were studied. A full-factorial design was performed to optimize the nanoprecipitation process using DMSO as an organic solvent. Main and interaction effects of the polymer concentration, water volume and surfactant concentration on nanoparticle size and size distribution were determined. With the aim of eliminating the organic solvent by evaporation, PHU nanoprecipitation was also carried out using THF as the organic solvent. In the third section, three pH- and thermos-responsive PHUs were synthesized and characterized. Small and monodisperse nanoparticles were then prepared by nanoprecipitation. Once the solvent eliminated, responsive PHU nanoparticles were submitted to pH and temperature changes and size variations were studied.