Cette thèse s’inscrit dans le cadre de synthèses de matériaux innovants contenant des entités cationiques que sont le guanidinium et l’ammonium. Ces entités cationiques confèrent des propriétés intéressantes et fonctionnelles pour chacun des systèmes ioniques suivants : tensio-actifs, liquides ioniques et ionosilices. A cet effet, nous avons procédé à l’étude de deux familles de composés : les sels de guanidiniums et les ionosilices. Pour les sels de guanidiniums, nous avons étudié la formation et les propriétés d’auto-assemblage de tensio-actifs en utilisant différentes techniques de mesures (conductivité, tension de surface et calorimétrie). Ce remarquable synthon moléculaire qu’est le guanidinium a été aussi mis en avant comme liquide ionique pour l’extraction du méthyl orange, du diclofenac et du chromate. Quant aux ionosilices, bien qu’ils présentent aussi des propriétés intéressantes pour l’extraction ionique et l’adsorption de principes actifs, leur mise en forme reste cependant un paramètre clef pour cibler leur application. En effet, la mise en forme des ionosilices en nanoparticules permet l’extension des applications dans le domaine de la nanomedecine. Ainsi, durant cette thèse, des nanoparticules avec des sous-structures ioniques ammoniums sont synthétisées pour la première fois et utilisées comme nano-vecteur pour le relarguage d’un anti-inflammatoire (diclofenac). Par ailleurs, dans le but d’une extraction ionique en flux continu, des matériaux contenant des fonctions ioniques sous forme de monolithe ont été synthétisés à partir de précurseur ammonium par voie sol gel. Ainsi cette thèse nous a permis de trouver les éléments théoriques, illustratifs et expérimentaux des différentes facettes de la formation de matières à base d’unités cationiques aux propriétés remarquables que sont les sels de guanidiniums et les sels d’ammoniums. / This dissertation deals with innovative synthetic materials bearing cationic entities that are guanidinium and ammonium. These cationic entities give interesting and functional properties for each ionic system studied: surfactant, ionic liquid and ionosilica. For this purpose, we investigated two families groups composed of: guanidiniums salts and ionosilica. Regarding guanidiniums salts, we studied the formation and self-assembly behavior of guanidinium surfactants using different measurement techniques (conductivity, surface tension and calorimetry). This remarkable molecular synthon that represents guanidinium was also highlighted as an ionic liquid for the extraction of methyl orange, diclofenac and chromate. As for ionosilicas, although they also have advantageous properties for ion extraction and adsorption of the active ingredients, however their shaping remains a key parameter for targeting their application. In fact, the design of ionosilica material as nanoparticle allows applications extension in the field of nanomedicine. So during this thesis, nanoparticles containing ammonium substructures were synthesized for the first time and used as a nano-vector to deliver an anti-inflammatory drug (diclofenac). Furthermore, with the aim of ionic extraction in continuous flow, materials containing ionic functions as monolith were synthesized from ammonium precursor via sol gel route. This thesis allowed us to find the theoretical, experimental and illustrative elements of the different aspects of materials formation based on cationic entities with remarkable properties that are guanidiniums and ammonium salts.

L'objectif de cette thèse est le développement de nouveaux échangeurs d'anions à base d’ionosilices. Différents matériaux contenant des entités ammoniums ont été synthétisés par la procédure d'hydrolyse-polycondensation à partir de précurseurs silylés d'ammonium. Ces solides, présentant différentes textures, différentes architectures ou des morphologies ont été obtenus en faisant varier des paramètres de réaction, comme par exemple la nature du tensioactif utilisé. Outre les caractérisations structurales et texturales (adsorption-désorption d’azote, DRX, MET / MEB), nous nous sommes concentrés sur les analyses plus détaillée des propriétés physico-chimiques de ces ionosilices. En particulier, elles présentent une contribution hydrophile élevée par rapport aux silices mésoporeuses classiques ou les organosilices du type PMO (Periodic Mesoporous Organosilica). En outre, ces propriétés interfaciales d’hydrophilie peuvent être modulées soit par l'utilisation de différents précurseurs d'ammonium, soit par l'incorporation par échange d'anions hydrophobes. Enfin, nous avons utilisé ces nouveaux matériaux pour la rétention d’espèces anioniques en milieu aqueux. Nos études montrent que ces ionosilices sont des échangeurs d'anions très efficaces présentant une capacité d'adsorption de Cr (VI) élevée (jusqu’à 2.5 mmol g-1). Ces matériaux possèdent également une capacité d’adsorption d’iodure élevée combinée à une bonne stabilité radiolytique pour des applications de rétention de radionucléides. Des résultats similaires ont été obtenus pour des polluants organiques anioniques tels que les principes actifs (le diclofénac, le sulindac et le p-aminosalicylate) ou des colorants (méthyl orange). Outre le grand potentiel d’application de ces matériaux dans les procédés de séparation, cette étude donne un aperçu intéressant de la morphologie des matériaux grâce à l'accessibilité presque complète des sites cationiques. Toutes ces caractéristiques font de ces matériaux des systèmes de choix pour les applications dans le traitement de l’eau polluée, le stockage à long terme des déchets radioactifs et en tant que support de catalyseur. / The objective of this thesis is the development of new anion exchangers based on ionosilica materials. Various materials containing ammonium groups were synthesized by template directed hydrolysis-polycondensation reactions starting from silylated ammonium precursors. Solids displaying different textures, architectures and morphologies were obtained via the modifications of reaction parameters, such as the nature of the used surfactant. Besides the standard structural and textural characterizations (N2 adsorption, XRD, TEM / SEM), we focused on a more detailed physico-chemical analysis of these original and innovative materials. Ionosilicas show an unusually high hydrophilicity compared to classical mesoporous silica or organosilicas of the PMO-type (Periodic Mesoporous Organosilica). Furthermore, the hydrophilicity of ionosilicas can be finely tuned either by the use of various ammonium precursors or the incorporation via exchange of hydrophobic anions. Finally, we used these new anion exchangers for the removal of various anionic species in aqueous media. Our studies show that ionosilicas are highly efficient anion exchanger displaying high capacity for the adsorption of Cr (VI) (up to 2.5 mmol g-1). These materials exhibit also high capacity of iodide combined with high radiolytic stability for radionuclides uptake. Similar results were obtained for organic anionic pollutants, e.g. drugs (diclofénac, sulindac and p-aminosalicylate) and dyes (methyl orange). Besides the high potential of these materials in separation processes, this study gives interesting insights in the materials morphology through the nearly complete accessibility of the cationic sites. All these features make ionosilicas materials of choice for solid-liquid separation processes in water treatment, depollution of industrial wastewater, the nuclear fuel cycle or catalytic support.