L'arsenic, existe dans l'environnement sous une grande variété de formes et à divers degrés d'oxydation. Aux pH naturels, l'arsenic libre se rencontre essentiellement sous forme inorganique aux degrés d'oxydation +III (arsénite) et +V (arséniate). Il est reconnu que l'efficacité des processus d'élimination de l'arsenic dépend fortement de la possibilité de convertir les espèces de l'arsenic (III) en celle de l'arsenic (V), plus faciles à extraire. La recherche développée au cours de cette thèse démontre d'abord qu'il est possible d'éliminer l'arséniate de solutions aqueuses par extraction par des polymères solubles (LPR : liquid-phase polymer-based retention). La technique LPR utilise l'ultrafiltration sur membrane pour la séparation, basée sur des effets de taille, d'espèces ioniques suite à leur complexation par des polyélectrolytes solubles. Les espèces oxo-anioniques de l'arsenic(V), associés à des polyélectolytes du type polyalkyammonium, ne passent pas à travers la membrane et peuvent être ainsi séparés des espèces non-complexées de plus petite taille. Nous avons aussi montré la grande activité catalytique des matériaux composites du type nanoparticules de Pt0 et Pd0 dispersées dans des matrices de poly(pyrrole-alkylammonium), pour l'oxydation électrochimique de l'arsénite en arséniate. En particulier, des microélectrodes de carbone modifiées par des films de ces nanocomposites ont été appliquées à l'analyse de l'arsenic(III). Enfin, l'oxydation exhaustive de solutions d'arsénite a été réalisée sur des électrodes de carbone modifiées de grande surface. L'utilisation de sels poly(alkyl-ammonium) jouant le rôle à la d'électrolyte support et d'agent d'extraction des espèces de l'arsenic(V) a permis de combiner les processus d'électrocatalyse et d'extraction par LPR, permettant ainsi d'extraire efficacement des traces d'arsenic de solutions aqueuses.

Ce mémoire est essentiellement consacré à la synthèse électrochimique et à la caractérisation structurale de matériaux composites d'électrode nanostructurés du type polymère fonctionnalisé contenant une dispersion homogène de nanoparticules d'oxydes de ruthénium ou d'iridium, ainsi qu'à l'étude de leurs propriétés électrocatalytiques vis-à-vis de l'oxydation en milieu aqueux de l'arsenic(III) en arsenic(V). La combinaison de l'oxydation électrocatalytique de l'arsenic(III) avec la technique d'ultrafiltration LPR (Liquid phase Polymer-assisted Retention) nous a permis de confirmer tout l'intérêt de cette approche combinée pour éliminer l'arsenic. Dans ce processus, les matériaux nanocomposites à base d'oxyde d'iridium ont montré les propriétés les plus intéressantes, car ils sont capables de catalyser l'oxydation de l'arsénite en milieu neutre et à des potentiels peu positifs. Enfin, les matériaux d'électrode nanostructurés à base d'oxyde d'iridium sont également efficaces pour l'oxydation catalytique à 4 électrons de l'eau en dioxygène et présentent donc un fort intérêt potentiel dans le contexte de la réaction de dissociation de l'eau. Mots clés : oxyde de ruthénium, oxyde d'iridium, nanocomposite, électrocatalyse, arsenic, ultrafiltration, oxydation de l'eau

Ce mémoire est essentiellement consacré à la synthèse électrochimique et à la caractérisation structurale de matériaux composites d'électrode nanostructurés du type polymère fonctionnalisé contenant une dispersion homogène de nanoparticules d'oxydes de ruthénium ou d'iridium, ainsi qu'à l'étude de leurs propriétés électrocatalytiques vis-à-vis de l'oxydation en milieu aqueux de l'arsenic(III) en arsenic(V). La combinaison de l'oxydation électrocatalytique de l'arsenic(III) avec la technique d'ultrafiltration LPR (Liquid phase Polymer-assisted Retention) nous a permis de confirmer tout l'intérêt de cette approche combinée pour éliminer l'arsenic. Dans ce processus, les matériaux nanocomposites à base d'oxyde d'iridium ont montré les propriétés les plus intéressantes, car ils sont capables de catalyser l'oxydation de l'arsénite en milieu neutre et à des potentiels peu positifs. Enfin, les matériaux d'électrode nanostructurés à base d'oxyde d'iridium sont également efficaces pour l'oxydation catalytique à 4 électrons de l'eau en dioxygène et présentent donc un fort intérêt potentiel dans le contexte de la réaction de dissociation de l'eau. Mots clés : oxyde de ruthénium, oxyde d'iridium, nanocomposite, électrocatalyse, arsenic, ultrafiltration, oxydation de l'eau / This work deals with the electrochemical synthesis and structural characterisation of composite nano-structured functionalized polymer electrodes containing a homogeneous dispersion of ruthenium oxide or iridium oxide nanoparticles, and the study of their electrocatalytic properties towards arsenic (III) oxidation to arsenic (V) in aqueous medium. The combination of electrocatalytic oxidation of arsenic (III) with the ultrafiltration technique LPR (Liquid Phase Polymer-assisted Retention) allowed us to confirm the usefulness of this combined approach for arsenic removal. In this process, the nanocomposite materials based on iridium oxide showed the most interesting properties because they are capable of catalyzing the oxidation of arsenite in neutral and slightly positive potential. Finally, the iridium oxide nanostructured electrodes are also effective for the catalytic water oxidation of 4-electrons in oxygen and thus have the potential to be used in the context of the dissociation reaction of water. Keywords: ruthenium oxide, iridium oxide, nanocomposite, electrocatalysis, arsenic, ultrafiltration, water oxidation.