Ce travail de thèse vise à étudier les propriétés structurales et diélectriques des échantillons céramiques appartenant au système Ba1-xRxTi1-yZryO3 (R = Ca, Sr). Les échantillons sous forme de poudre, micro ou nano structurées, ont été respectivement obtenus par la méthode des mélanges d'oxydes et la méthode du précurseur polymèrique. À partir des échantillons sous forme de poudre micro ou nano-structurés, les échantillons céramiques ont été obtenus grâce à un procédé de frittage à haute température. Les échantillons sous forme de céramiques en poudres micrométriques ont été obtenus par la méthode traditionnelle de frittage à haute température alors que céramiques constituées de particules de taille nanométrique ont été obtenus en utilisant la technique de Spark Plasma (ou Spark Plasma Sintering, SPS). Les propriétés structurales et électriques de ces deux séries d'échantillons ont été caractérisées par diffraction des rayons X à haute résolution (XRD), spectroscopie d'impédance complexe, spectroscopie d'absorption des rayons X et la spectroscopie Raman. Grâce aux données de diffraction des rayons X il a été possible de suivre le processus de transition de phase dû à la substitution des atomes de titane par du zirconium. Les mesures électriques montrent que lorsque la quantité de Zr augmente, l'échantillon passe d'u n état ferroelectrique normal à un état ferroélectrique relaxeur. Les mesures du spectre d'absorption et le spectre Raman ont été utilisées pour établir une relation entre la structure locale et des propriétés électriques de ces matériaux. Enfin, l'analyse des résultats obtenus avec des céramiques nanostructurés montrent que la réduction de la taille des particules entraîne une diminution de la température maximale et un petit élargissement de la courbe de la permittivité diélectrique. Toutefois, il n'y avait aucun changement de l'état ferroélectrique, normal ou relaxeur, de ces échantillons / The aims of this work is to study the structural and electrical properties of ceramic samples belonging to the Ba1-xRxTi1-yZryO3 (R = Ca, Sr) system. The powder samples presenting a micro or nanosize were respectively obtained by using a mixture of oxides and by the modified polymeric precursor methods. From the samples in a powder form, micro or nanosize, sintered ceramic samples were obtained through a sintering process at high temperature. Micrometer scale ceramic samples were obtained through the traditional method of sintering at high temperature while nano-sized particles ceramics were obtained using the spark Spark Plasma Sintering SPS technique. The structural and electrical properties of these two sets of samples were characterized using High resolution X-ray diffraction (XRD), complex impedance spectroscopy and X-ray absorption and Raman spectroscopy's. Through the data of XRD it was possible to follow the processes of phase transition due to the substitution of Ti by Zr atoms. Electrical measurements showed that as the amount of Zr increases, the sample passes from a normal ferroelectric state to a relaxor state. Measurements of the absorption and Raman spectra were used to establish a relationship between local structure and electrical properties displayed by these materials. These properties were characterized by the shape of the dielectric permittivity curves versus temperatures. Two principal characteristics were analysed : the maximum Tm and the width ∆T. Finally, the analysis of results obtained with nanostructured ceramic samples showed that reducing the particle size leads to a decrease of Tm, and a small increase of ∆T. However, there was no change from normal to relaxor ferroelectric states

Tout être vivant a besoin d'eau pour survivre. Cette ressource occupe une place importante parmi les éléments nécessaires à la vie sur le globe terrestre. Ainsi, il est essentiel d'avoir accès à une eau parfaitement sécurisée et pure. Ceci représente un des enjeux économique et sociétal majeurs qui ont poussé les acteurs industriels du domaine de l'eau à innover technologiquement pour développer de nouveaux procédés de traitement. Les membranes et les technologies membranaires s'imposent comme une solution innovante de développement durable pour répondre à cette problématique. C'est dans ce cadre que se place ce travail de thèse dont l'objectif est de produire un dispositif de traitement des eaux en valorisant les ressources naturelles libanaises. Les argiles collectées se sont avérées aptes au frittage et la température de calcination permettant d'obtenir un matériau consolidé se situe dans la gamme 950°C - 1200°C. Ces conditions de traitement thermique permettent de conserver une certaine porosité en vue d'une utilisation comme support membranaire. Avant le dépôt de la couche active en carbone bio-sourcé sur ces supports, une filtration préliminaire d'organismes pathogènes a été réalisée. Afin d'éviter la formation de biofilms à la surface des supports en argile, des diffuseurs d'huiles essentielles ont été développés. Ces derniers, connus depuis la haute antiquité pour leurs effets bactéricides et fongicides ont remplacé l'utilisation des antibiotiques pour diverses maladies. Dans ce contexte, des huiles essentielles issues de la lavande, du romarin et de l'origan ont été extraites et diffusées dans l'eau à travers les supports en argile. Parallèlement, des membranes en carbone bio-sourcé ont été réalisées à partir des sous-produits issus des industries agroalimentaires libanaises. Des nanoparticules de carbone ont été synthétisées par carbonisation hydrothermale à partir de déchets de bière puis déposées par spin-coating et slip-casting sur les supports membranaires à base d'argiles et des supports commerciaux de caractéristiques variées. / Providing people worldwide an access to clean and safe water is one of the most motivating scientific and economical challenges of our modern society. Water purification and remediation can be afforded by membrane technology. The preparation of membranes using low-cost and locally-available resources appears as an economically-competitive solution. This drawback may be considered in the framework of a sustainable chemistry approach. In this context, our work is focused on the elaboration of supports and membranes from Lebanese resources. For this purpose, ceramic supports were developed from natural clays. Inorganic bio-sourced carbon membranes were prepared from by-products of the Lebanese agro-alimentary industries.The thermal treatment required to ensure the support adequate properties was fixed around 950°C - 1200°C. Clay supports (flat and tubular) were elaborated by extrusion and roll-pressing of plastic clay green pastes. Before the deposition of the carbon membrane active layer, it was necessary to filtrate bacteria to avoid and/or limit biofouling. Indeed, microorganisms especially bacteria represent a possible cause of human diseases proliferation. Drinkable water should be thus disinfected to ensure the health of the population and notably in the third countries. It is well known that the essential oils extracted from aromatic plants were used as remedies for many diseases, to prevent the possible side effects of antibiotics. In this context, lavender, rosemary and oregano were diffused through clay ceramic supports to prevent all types of bacteria and biomass film growth in the water tanks.At the same time, a sustainable route to carbon membranes was developed using by-products of food industries. Starting from wastes of Lebanon beers, carbon nanoparticles were synthetized by hydrothermal carbonization. The carbon colloids were then deposited on the clay-based supports to form carbon membranes by slip-casting and spin-coating.

Ce travail porte sur l’élaboration de céramiques transparentes composites à base de grenats d’yttrium et d’aluminium (Nd:YAG) avec différents ratios stœchiométriques (Nd+Y)/Al compris entre 0,40 et 0,70, autour du ratio correspondant à la composition stœchiométrique du Nd:YAG ((Nd+Y)/Al = 0,6000) par frittage-réaction sous vide. La mise en forme a été effectué par coulage sous pression de suspensions stables et homogènes de mélanges Al2O3-Y2O3-Nd2O3. L’étude des propriétés microstructurales, thermiques et optiques de ces céramiques a permis de mettre en évidence l’influence du ratio (Nd+Y)/Al sur les cinétiques de formation de la phase grenat et de densification du matériau ainsi que sur leurs propriétés optiques. Ainsi, il apparaît que pour des céramiques avec un ratio supérieur à 0,6000, correspondant à un matériau enrichi en yttrium, les cinétiques précédemment évoquées sont diminuées mais les propriétés de transparence et lasers apparaissent moins dégradées, contrairement au cas de céramiques enrichies en aluminium ((Nd+Y)/Al < 0,6000). De plus, l’étude de mélanges pulvérulents Nd:YAP-Al2O3 a permis de mettre en évidence un mécanisme de formation de la phase Nd:YAG suggérant l’existence d’une réaction solide-gaz avec évaporation-condensation de la phase réactive aluminée. Enfin, la faisabilité de céramiques de Nd:YAG à haut taux de dopage (4 % at.) a permis de montrer l’intérêt de ces matériaux dans la génération de propriétés optiques non linéaires du troisième ordre, particulièrement le phénomène d’autofocalisation de faisceaux lumineux par effet Kerr. / This work is devoted to the elaboration of yttrium and aluminum garnets-based transparent composite ceramics with different (Nd+Y)/Al stoichiometric ratios ranged from 0.40 to 0.70, around the ratio corresponding to the Nd:YAG stoichiometric composition ((Nd+Y)/Al = 0.6000) by under-vacuum reactive-sintering. Pressure-casting of stable and homogeneous suspensions of mixing Al2O3-Y2O3-Nd2O3 was achieved. Study of microstructural, thermal and optical properties of these ceramics has made it possible to highlight the influence of (Nd+Y)/Al ratio on garnet phase formation and densification kinetics, and on optical properties. Thus, it appears that for ceramic with a ratio higher than 0.6000, corresponding to an yttrium-rich sample, the previously mentioned kinetics are decreased but transparence and lasers properties are less degraded, contrary to aluminum-rich ceramics ((Nd+Y)/Al < 0.6000). Moreover, study of Nd:YAP-Al2O3 powders mixing brings out Nd:YAG phase formation mechanism, suggesting the existence of solid-gas reaction with evaporation-condensation of aluminum-rich reactive phase. Finally, feasibility of Nd:YAG ceramics with high dopant content (4 at. %) has shown the interest of these materials in order to generate third-order nonlinear optical properties, especially self-focusing phenomenon of light beams by Kerr effect.

Dans un contexte où l’électronique est au centre de notre société, la productiond’appareils de plus en plus compacts et multifonctionnels concentre les efforts en rechercheet développement. Pour répondre à cette attente, une des options est d’augmenter lerendement volumique des composants passifs tels que les condensateurs, en se basant surl’utilisation de nanoparticules diélectriques du type BaTiO3. Dans un premier temps,l’objectif est d’optimiser la synthèse des nanoparticules de BaTiO3 et de comprendre leursmécanismes de formation en milieux fluides supercritiques. Pour ce faire nous avonscombiné des méthodes d’analyses ex situ telles que la microscopie électronique, ladiffraction des rayons X, et les spectroscopies Raman ou infra rouge à des mesures in situsynchrotron de diffraction des rayons X aux grands angles. L’étude a par la suite ététransposé à l’élaboration de la totalité des solutions solidesBa1-xSrxTiO3 (0 ≤ x ≤ 1) et BaTi1-yZryO3 (0 ≤ y ≤ 1). Une fois les synthèses optimisées, l’utilisation du spark plasma sintering(SPS) nous a permis de mettre en oeuvre des céramiques denses et nanostructurées,préservant la taille initiale des particules (20 nm), ceci afin d’étudier les propriétésintrinsèques des matériaux à l’échelle nanoscopique. Enfin, connaissant les propriétés debase de ces nanomatériaux, nous avons pu commencer à développer des matériauxhybrides diélectriques pour l’électronique flexible. / In a context where the electronic is at the center of our society, theproduction of more compact and multifunctional devices focuses the research efforts.To answer to the expectations, one option is to improve the volume efficiency ofpassive components such as capacitors using dielectric nanoparticles such asBaTiO3. First, the objective is to optimize the synthesis of BaTiO3 nanoparticles andunderstand their formation in supercritical fluids. To do this, we combinedconventional ex situ analyses such as X-ray diffraction, electronic microscopy,infrared and Raman spectroscopies with in situ synchrotron wide angle X-rayscattering analyses. This was then transferred to the development of Ba1-xSrxTiO3 (0≤ x ≤ 1) and BaTi1-yZryO3 (0 ≤ y ≤ 1) solid solutions. Once the syntheses wereoptimized, using spark plasma sintering (SPS), we processed the powders intodense and nanostructured ceramics keeping the starting particles size (20 nm), tostudy the materials intrinsic properties at the nanoscale. Finally, knowing thenanoparticles properties, we could start to develop hybrid dielectric materials forflexible electronics.

La projection plasma de suspensions (SPS) est un procédé de revêtement de surface qui consiste à injecter une suspension (particules solides d’environ 1 μm ou moins, dispersées dans une phase liquide) dans un jet de plasma énergétique. Les particules sont chauffées, accélérées en direction d’un substrat, écrasées et soumises à une solidification très rapide (de l’ordre de 106 K.s-1). Couche après couche, un dépôt se forme en surface du substrat et lui apporte de nouvelles propriétés fonctionnelles. Cette variante de la projection plasma conventionnelle permet la fabrication de revêtements avec des épaisseurs plus fines de quelques dizaines de μm et une échelle microstructurale réduite, pouvant conduire à améliorer, par exemple, les performances de dureté ou de conductivité thermique des dépôts. Bien que ce procédé soit étudié depuis le milieu des années 1990 et connaisse un intérêt grandissant, les applications industrielles ne sont pas finalisées et leur développement nécessite d’être poursuivi. En effet, l’injection d’une suspension dans un jet thermique conduit à des phénomènes complexes tels que la fragmentation des gouttes de suspension ou encore l’évaporation de la phase liquide. A ce jour, ces mécanismes ne sont pas parfaitement compris et maîtrisés et méritent d’être étudiés pour comprendre les interactions de ces fines particules avec le plasma. Les travaux décrits dans ce mémoire s’intéressent au cas de la projection SPS de céramiques avec un atomiseur bi-fluide comme système d’injection. Deux matériaux ont été choisis : l’alumine, connue pour sa difficulté à être projetée conventionnellement et dont la formation de phases cristallines particulières constitue une source d’informations sur l’histoire thermique des particules, ainsi que l’yttrine, qui permet de confirmer les tendances observées pour l’alumine. Dans un premier temps, l’optimisation de l’injection de la suspension a été effectuée en travaillant sur deux axes. Le premier axe concerne la formulation des suspensions, qui a conduit à l’obtention, avec différentes phases liquides, de suspensions stables et dispersées, de propriétés parfaitement connues. De telles suspensions assurent une reproductibilité du procédé à ce niveau et limitent le bouchage du système d’injection. Le deuxième axe porte sur la conception mécanique en trois étapes d’un atomiseur pneumatique approprié au procédé SPS. Cette étude a commencé par la caractérisation d’une buse commerciale notamment par des tests d’injection de suspension dans le plasma. Les tests étant peu concluants, l’étude s’est poursuivie par la mise au point d’une nouvelle géométrie d’atomiseur inspirée du modèle commercial. Les essais ont conduit à la réalisation de cordons et de dépôts satisfaisants. Cette étude s’est terminée enfin par l’optimisation de sa géométrie grâce à la mise en évidence de l’influence de plusieurs paramètres-clé sur les caractéristiques du jet atomisé. Dans un second temps, des outils de diagnostic ont été mis en oeuvre pour mesurer la qualité de l’injection. Le jet de suspension a été caractérisé en termes de géométrie et de tailles de gouttes, respectivement par ombroscopie et diffraction laser. L’ombroscopie a été réutilisée pour l’optimisation de l’injection de la suspension dans le plasma en permettant le réglage en temps réel des pressions d’entrée de l’atomiseur. Les propriétés des particules en vol ont ensuite été étudiées grâce à des collectes de particules sur substrat et à la vélocimétrie par images de particules (PIV). Cet outil a apporté des informations complémentaires sur l’injection de la suspension. Enfin, les revêtements obtenus ont été caractérisés en termes de morphologie (MEB), taux de porosité (analyse d’images MEB et USAXS) et de phases cristallines (DRX et EBSD). Le couplage des informations obtenues entre ces différentes techniques a permis de faire ressortir le rôle de la phase liquide et de la charge massique sur la microstructure... / Suspension plasma spray (SPS) is a surface coating process that consists in injecting a suspension (solid particles of about 1 μm or less, dispersed in a liquid phase) in a high-energy plasma flow. Particles are heated, accelerated towards a substrate, flattened and submitted to a rapid solidification (order of 106 K.s-1). Layer after layer, a coating is formed on the substrate surface and brings new functional properties. This variation of the conventional plasma spray process allows the manufacturing of coatings with finer thickness of few tens of μm and a reduced structural scale that can lead to improved coating properties, like hardness or thermal conductivity. Even though this process has been studied since the middle of the 1990’S and known a fast-growing interest, industrial applications are not finalized and their development needs to be pursued. Indeed, the suspension injection in a thermal jet leads to complex phenomena such as suspension droplet fragmentation or liquid phase evaporation. Up to now, these mechanisms are not perfectly understood and controlled and deserve to be further studied to understand interactions between these fine particles and the plasma. This thesis focuses on the SPS process with ceramic suspensions and a twin-fluid nozzle as injection system. Two materials were chosen: alumina, known for its difficulty to be conventionally sprayed and whose crystalline phase formation represents a source of information about particle thermal history, and also yttria, in order to confirm the tendencies observed for alumina. Firstly, the suspension injection was optimized by working on two areas. The first area concerns suspension formulation. This led to obtain, with different liquid phases, stable and dispersed suspensions, whose properties are perfectly known. Such suspensions ensure reproducibility of the process at this level and limit the risk of injection system clogging. The second area is about the three-step mechanical conception of a pneumatic atomizer, adapted to the SPS process. This study began with the characterization of a commercial nozzle, in particular by testing the suspension injection into a plasma flow. Tests being little convincing, the study was carried on with the development of a new atomizer geometry, inspired from the commercial model. Trials drove to the manufacturing of satisfying spray beads and coatings. This study was finally completed with the optimization of this new geometry by highlighting the influence of several key parameters on the atomized jet features. Secondly, diagnostic tools were implemented to qualify the injection. Suspension jet was characterized in terms of geometry and droplet sizes, using respectively shadowgraphy and laser diffraction. Shadowgraphy was used again for optimizing the suspension injection into plasma by allowing the adjustment in real time of inlet atomizer pressures. In-flight particle properties were then studied thanks to particle collection onto a substrate and particle image velocimetry (PIV). This tool also provided additional information on the suspension injection. Finally, the resulting coatings were characterized in terms of morphology (SEM), porosity rate (SEM image analysis and USAXS) and crystalline phases (DRX and EBSD). The cross-checking of the information obtained with all these techniques brought out the role of the suspension liquid phase and of the mass load on the coating microstructure. These works contributed to enhance the knowledge about the SPS process and justified the use of a twin-fluid nozzle to obtain specific microstructures of coatings, whose functional characterizations have still to be done.

Le contrôle de vibrations est devenu un enjeu majeur dans de nombreuses applications industrielles où l'augmentation de la durée de vie nécessite de réduire les vibrations. Dans le cas de structures embarquées, les vibrations doivent être amorties efficacement tout en limitant la masse et le volume du contrôleur. Cet objectif peut être atteint en minimisant voire en supprimant l'énergie nécessaire à ce contrôle. Dans ce contexte, les recherches présentées consistent à utiliser des céramiques piézoélectriques comme capteurs et actionneurs. Légères et peu encombrantes, elles sont constituées de matériaux dont la bande fréquentielle est importante ce qui les rend bien adaptées au contrôle de structures embarquées. Afin d'atteindre les objectifs de performance et d'énergie nécessaires au contrôle des structures embarquées, une stratégie de contrôle semi-actif modal a été développée. La méthode est basée sur une stratégie de contrôle qui ne nécessite que très peu d'énergie pour fonctionner mais est efficace uniquement lorsque l'excitation est ciblée sur un mode unique. Afin d'améliorer les performances du contrôle semi-actif dans le cas d'une excitation large bande, une approche modale est proposée. Cette méthode modale permet de minimiser l'énergie nécessaire au contrôle en ciblant celui-ci sur des modes choisis. De plus, l'approche modale permet d'utiliser moins de capteurs et d'actionneurs que de modes à contrôler. Les résultats numériques et expérimentaux montrent que le contrôle semi-actif modal développé est performant et bien qu'un modèle soit nécessaire, il s'avère robuste en stabilité et en performance. Le contrôle de vibrations consiste en un compromis entre performance et énergie de contrôle. Comparés à d'autre type de contrôle tel que le contrôle actif, les performances obtenues par la méthode semi-active modale s'avèrent être en retrait. Cependant, la méthode semi-active modale ne nécessite qu'une énergie très faible pour fonctionner contrairement au contrôle actif qui nécessite des amplificateurs souvent lourds et encombrants limitant fortement les applications notamment dans le domaine des structures embarquées. Afin de bénéficier des avantages respectifs des deux méthodes, le contrôle proposé consiste à associer le contrôle actif au contrôle semi-actif modal. Cette méthode hybride permet de contrôler les modes de vibrations de la structure avec des performances identiques à celle du contrôle actif tout en consommant moins d'énergie. Une application expérimentale de cette méthode est réalisée sur une poutre encastrée-libre. L'analyse énergétique de la commande active permet de quantifier le gain en énergie du contrôle hybride face aux différentes méthodes de contrôle. Cette réduction de l'énergie de contrôle se traduit par une diminution de la masse des amplificateurs. Cette technique pourra trouver des applications dans le domaine des transports pour améliorer la durée de vie des systèmes.vibrations

Ce travail de recherche porte sur la synthèse, la mise en forme et la caractérisation de matériaux à base de sulfures ou oxysulfure pour des applications optiques passives ou actives. Différentes techniques de synthèse, notamment la précipitation en milieu aqueux ou la synthèse par combustion, ont été utilisées pour préparer les nanopoudres précurseurs, ZnS, CaLa₂S₄, BaLa₂S₄ ou La₂O₂S. Il a été constaté qu'un traitement sous H₂S/N₂ permet de purifier ces précurseurs tout en conservant la phase cubique (ZnS) nécessaires pour la préparation de céramiques transparentes. Des céramiques ZnS, avec une transmission maximale d'environ 70% à la longueur d'onde de 10 µm, ont été élaborées par compaction à chaud en utilisant les techniques Hot Pressing ou Spark Plasma Sintering pour des applications optiques dans la fenêtre 8-12 µm. Des poudres de ZnS dopées au Fe²⁺ ont été synthétisées et étudiées avec une bande d'émission très large entre 3 µm et 4,5 µm. Des effets laser ont été obtenus à des longueurs d'ondes entre 3,4 µm et 3,6 µm en fonction de la température. Des poudres d'oxysulfure de lanthane co-dopées à l'Er³⁺ et l'Yb³⁺ ont été étudiées comme matériaux fluorescents pour modifier le spectre solaire avec l'objectif d'augmenter le rendement des cellules solaires photovoltaïques. Un rendement quantique supérieur à 100% a été obtenu avec un pompage à 523 nm pour des émissions dans le visible et le proche infrarouge. Ces résultats montrent que ces matériaux sont des matrices très efficaces pour le dopage des terres rares.

Des céramiques de K(Ta1-xnBx)O3 [KTN] ont été densifiées par la méthode du "fast-firing" et en utilisant un ajout de Li2CO3 ou de LiF. Une cellule de mesures diélectriques hautes fréquences et hautes températures a été mise au point. Des mesures diélectriques en large bande de fréquence (102-109 Hz) et de température (300 - 800 K) ont permis de mettre en évidence trois relaxations. Les deux premières, à basse fréquence, proviennent de mouvements de parois de domaines et de phénomènes de conductivité. La troisième à haute fréquence [HF], est liée à des chaînes de corrélation des cations Nb5+ et Ta5+ selon un modèle de double puits de potentiel. Enfin, température de Curie et fréquence de relaxation [HF] ont été reliées au degré de covalence des liaisons B-O(B=Nb, Ta).

L'ensemble des résultats décrits dans la thèse constitue une contribution a l' etude des relaxations diélectriques dans des céramiques de structure perovskite qu'elles soient férroelectriques ou relaxeurs. Ils ont montré les relations étroites entre fréquence de relaxation, température de transition, nanostructure et liaison chimique. Ils permettent d'entrevoir des lois qui régissent la variation des caractéristiques des relaxations avec la nature des substitutions cationiques, le rapport entre le nombre d'atomes B' et B'' en site octaédrique, l'ordre ou le désordre

Pour répondre aux nouvelles contraintes économiques et environnementales auxquelles l'industrie doit faire face aujourd'hui, des techniques de frittage rapide se développent pour la fabrication des céramiques. Parmi elles, une technique prometteuse est le frittage par micro-ondes dans laquelle le champ électromagnétique à l'origine du chauffage pourrait permettre d'obtenir des microstructures innovantes, tout en réduisant la température, le temps de cycle et la consommation énergétique. Pour expliquer le comportement particulier des poudres en présence des micro-ondes, différentes théories prévoyant des effets thermiques ou non-thermiques ont été proposées. L'existence même de ces effets n'a cependant toujours pas été démontrée de façon sûre, notamment à cause des limites des dispositifs expérimentaux qui ne permettent pas une comparaison pertinente du frittage micro-ondes avec le frittage conventionnel. Dans ce contexte, les travaux réalisés pendant cette thèse, dans le cadre du projet ANR Fµrnace, ont été consacrés à la mise en évidence et à la compréhension de l'influence du champ électromagnétique sur les mécanismes responsables de la densification et de l'évolution microstructurale de poudres céramiques. Une forte attention a été portée au développement technologique de la cavité de chauffage micro-ondes monomode utilisée dans nos recherches. Le procédé a été entièrement automatisé et équipé de divers systèmes de contrôle de la température et du retrait des échantillons pour que les résultats obtenus puissent être comparés de façon incontestable avec ceux issus d'essais de frittage conventionnel. Des simulations numériques ont été réalisées pour améliorer la compréhension de la propagation du champ électromagnétique et de son interaction avec les éléments introduits au sein de la cavité micro-ondes. Un matériau de référence, l'alumine, a été choisi et l'influence de certaines caractéristiques des poudres (surface spécifique, présence de dopants, transformation de phase) sur les cinétiques de densification et l'évolution microstructurale a été étudiée. Les résultats obtenus ont permis d'identifier des effets spécifiques des micro-ondes sur les mécanismes de diffusion responsables de la densification et de la croissance granulaire. Ces effets se produisent principalement pendant les stades initial et intermédiaire du frittage, ainsi que pendant la transformation de phase de poudres de transition et ont été attribués à une force de type pondéromotrice déjà proposée dans la littérature. L'utilisation de cette technique de frittage n'a cependant pas permis d'obtenir des alumines avec des microstructures plus performantes que celles issues du frittage conventionnel. / To meet the new economic and environmental constraints that the industry faces today, fast sintering processes are developed for the fabrication of ceramics. Among them, a promising technique is microwave sintering, in which the electromagnetic field at the origin of heating could be used to obtain innovative microstructures, while reducing sintering temperature, cycle time and energy consumption. To explain the particular behavior of powders under microwaves, different hypotheses related with thermal or non-thermal effects have been proposed in the literature. These effects, however, has not really been demonstrated for the moment, especially because of the limits of experimental devices that do not allow for a meaningful comparison of microwave sintering with conventional sintering. In this context, the work performed during this thesis in the framework of FμRNACE ANR project has been dedicated to identifying and understanding the influence of the electromagnetic field on the mechanisms of densification and microstructure changes in ceramic powders. High attention has been paid to the technological development of the single-mode microwave cavity used in our research. The heating process has been fully automated and instrumented with various equipments allowing for temperature and sample shrinkage measurement. The aim was to ensure direct and reliable comparison of microwave sintering data with those resulting from conventional sintering. Numerical simulation has been conducted to improve our understanding of the propagation of the electromagnetic field and its interaction with the components introduced in the microwave cavity. Alumina has been chosen as a reference material and the influence of several features of the powders (specific surface area, doping elements, phase transformation) on densification kinetics and microstructure changes has been studied. The results have identified specific effects of microwaves on the mechanisms controlling densification and grain growth. These effects occur essentially during the initial and intermediate stages of sintering and during the phase transformation of transition powders. They have been attributed to the ponderomotive force as already proposed in the literature. However the use of microwaves as a heating mode does not permit obtaining alumina with better microstructures than those resulting from conventional sintering.