L’essor des techniques d’analyse à l’échelle nanométrique a initié la synthèse et le développement de nombreuses nanostructures et nanoparticules. De par les propriétés spécifiques induites par leur taille, ces nanoparticules sont à présent omniprésentes dans la vie quotidienne et leur utilisation introduit de nouveaux enjeux environnementaux et toxicologiques. Il est donc important de pouvoir les capter et les détecter à l’état de trace en fonction de leur taille et de leur chimie de surface, deux facteurs dont dépend leur toxicité. Ce travail de thèse porte sur l’association des propriétés optiques d’un cristal photonique, l’opale, et des propriétés de reconnaissance d’un polymère stimulable, le polymère à empreintes de nanoparticules, afin de réaliser un capteur sensible, spécifique et sélectif (notamment en revêtement de surface) de nanoparticules. Les nanoparticules cibles que nous avons étudiées sont des nanocristaux fluorescents de CdSeTe/ZnS. Cette thèse se décompose en deux parties : dans la première, nous avons étudié le filtrage de l’émission des nanocristaux cibles par des hétérostructures à base d’opales directes. Dans la seconde partie, nous avons synthétisé, pour la première fois à notre connaissance, un polymère à empreintes de nanocristaux, en nous basant sur les travaux réalisés dans le cadre des polymères à empreintes moléculaires. Ce polymère a été utilisé pour réaliser une opale inverse permettant la détection de ces nanoparticules à partir de mesures de réflectivité. Ce capteur est généralisable à toute nanoparticule présentant une fonctionnalisation de surface. / Since the emergence of analysis techniques at the nanometer scale, many nanostructures and nanoparticles have been elaborated. Because of the specific properties induced by their size, nanoparticles are present in a lot of products used in the everyday life and can present a high toxicity. This toxicity depends, inter alia, on their size and surface chemistry. Therefore, it is really important to collect and detect them specifically when they are present as trace contaminants. This thesis deals with the combination of the optical properties of a photonic crystal, an opal, and the chemical properties of a stimulable polymer, a nanoparticles imprinted polymer, to realize a sensitive, specific and selective nanoparticles sensor. The nanoparticles that we used as targets are fluorescent CdSeTe/ZnS nanocrystals. In the first part of this thesis, we studied the filtering of the emission of the targets by heterostructures based on direct opals. In the second part, we synthetized, for the first time to our knowledge, a polymer presenting nanocrystals imprints. We used this polymer to realize an inverse opal allowing the sensing of these nanoparticles by specular reflection measurements. This sensor can be generalized to any functionalized nanoparticle.

L’auto-assemblage de particules colloïdales est une technique polyvalente qui permet la fabrication de cristaux colloïdaux à de grandes échelles. Le but de notre étude est de développer des processus fiables et reproductibles pour fabriquer des matériaux photoniques et plasmoniques pouvant être incorporés au sein de différents dispositifs.Des opales inverses en dioxyde de titane composées d’un nombre précis de couches ont été intégrées au sein de cellules solaires à colorant «tout solide», ce qui a entraîné une amélioration des performances allant jusqu'à105%. Des surfaces d'ornano structurées présentant une absorption omnidirectionnelle et totale de la lumière ont été fabriquées par dépôt électrolytique d'or à travers une monocouche de particules de polystyrène. En outre, des surfaces d'or très rugueuses présentant des propriétés anti-réfléchissantes ont également été élaborées. En modulant la taille des interstices entre les particules de polystyrène, il a été possible de fabriquer par électrodéposition séquentielle des nanopiliers d’or de différentes longueurs. Enfin, l'utilisation d'une monocouche non compacte de particules comme moule a permis la réalisation de métamatériaux de type fishnet / The bottom-up self-assembly of colloidal particles is a versatile technique that allows the fabrication of large areas of colloidal crystals. The purpose of the present study is to develop highly reliable and reproducible process routes to fabricate nanostructured photonic and plasmonic materials that can be incorporated into different devices. Titania inverse opals with precise control of the layer thickness have been successfully incorporated into solid state DSSCs which showed improved performance of up to 105 %. Nanostructured gold surfaces that exhibited omnidirectional total light absorption have been fabricated by controlled electrodeposition of gold through colloidal monolayers of polystyrenebeads. In addition, very rough gold surfaces that showed anti-reflective properties were also made. By tuning the pore size of the colloidal monolayer, plasmonic gold nanopillarswith different lengths were fabricated by a sequential electrodeposition process. Using a non close-packed monolayer of PS beadscombined with electrodeposition,fishnet metamaterialswere fabricated.