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Fiber/matrix interface investigation in a self reinforced polypropylene composite
No full textCette thèse porte sur la compréhension et la caractérisation de l’interface fibre-matrice au sein d’un composite auto-renforcé à matrice et fibre polypropylène. Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet FUI « Composite2020 » qui vise à développer des composites par imprégnation en voie sèche et mise en forme par thermoformage. Dans un premier temps, l’étude a porté sur les phénomènes mis en jeu dans la création de l’interface/interphase : i) la mouillabilité de la fibre par la matrice, ii) la mobilité des chaînes macromoléculaires et iii) l’aptitude des chaînes à la cristallisation. Un bon mouillage entraînant un contact intime entre fibre et matrice, la mesure de l’énergie de surface permet d’évaluer les interactions mises en jeu et de déterminer le travail d’adhésion thermodynamique de l’interface résultante. La mobilité des chaînes macromoléculaires présentes à l’interface entre la surface de la matrice et celle des renforts, dépendante de la température et du temps appliqués, induit une interdiffusion des chaînes dont les enchevêtrements vont générer l’interphase et assurer l’autoadhésion du composite. Enfin, la capacité de cristalliser de la matrice au contact des fibres peut créer une morphologie cristalline locale à l’interface différente de celle au coeur de la matrice. Dans un second temps, l’interface est caractérisée mécaniquement aux échelles microscopique et macroscopique, au moyen des essais de pull-out et de traction hors-axes respectivement. Les phénomènes mis en jeu dans la création de l’interface/interphase dépendant des conditions (temps- températures) appliqués lors de l’élaboration des échantillons, permettent l’obtention d’interfaces aux propriétés différentes. Dans un dernier temps, la recyclabilité du composite auto-renforcé est étudiée : la miscibilité des phases en présence est analysée, et les propriétés mécaniques des pièces recyclées (non renforcées) sont testées en comparaison avec celles de la matrice initiale vierge, afin d’attester de la capacité de ce composite à une seconde vie.This thesis focuses on the understanding and characterization of the fiber-matrix interface within a self-reinforced composite with polypropylene matrix and fibers. This work was carried out within the framework of the FUI project "Composite2020" which aims at developing composites by dry impregnation and thermoforming. Initially, the study focused on the phenomena involved in the creation of the interface/interphase : i) the wettability of the fiber by the matrix, ii) the mobility of the macromolecular chains and iii) the ability of the chains to crystallize. As a good wetting results in an intimate contact between fibers and matrix, the measurement of the surface energy allows to evaluate the interactions involved and to determine the thermodynamic adhesion work of the resulting interface. The mobility of the macromolecular chains present at the interface between the surface of the matrix and that of the reinforcements, depending on the applied temperature and time, induces an interdiffusion of the chains whose entanglements will generate the interphase and ensure the self-adhesion of the composite. Finally, the ability of the matrix to crystallize in contact with the fibers can create a local crystal morphology at the interface different from that at the core of the matrix. In a second step, the interface is mechanically characterized at the microscopic and macroscopic scales, using pull-out and off-axis tensile tests respectively. The phenomena involved in the creation of the interface/interphase depending on the conditions (time-temperature) applied during the elaboration of the samples, allow obtaining interfaces with different properties. Finally, the recyclability of the self-reinforced composite is studied : the miscibility of the phases present is analyzed, and the mechanical properties of the recycled (non-reinforced) parts are tested in comparison with those of the initial virgin matrix, in order to attest to the capacity of this composite for a second life
Understanding of polymerization monitoring of a highly diluted phenolic reactive system in the presence of a latex phase for the preparation of a formaldehyde-free adhesive
No full textUn nouveau système réactif de type phénolique plus respectueux de l’environnement, c’est-à-dire sans phénol, résorcinol ou formaldéhyde a été caractérisé lors de ces travaux de thèse. Ce système implique la copolymérisation du phloroglucinol et du téréphthalaldéhyde (TPA) en solution aqueuse très diluée. Dans un premier temps, une recherche bibliographique a permis de sélectionner les techniques expérimentales pertinentes pour suivre l’avancement de ces systèmes évolutifs complexes en solution. La combinaison d’analyses chromatographiques et spectroscopiques a été nécessaire pour la caractérisation de la partie soluble du système phloroglucinol-TPA. Un mécanisme de polymérisation conduisant à des espèces linéaires a été proposé pour des temps courts de réaction. L’augmentation de la fraction insoluble lors de la réaction dans les analyses nécessitant une étape de solubilisation met en évidence un second mécanisme de réaction des oligomères entre eux. Une méthode de suivi de l’état du système par mesures rhéologiques a été également développée pour le contrôle de production. Dans un deuxième temps, ce système a été utilisé pour la conception d’un adhésif Phloroglucinol-TPA-Latex. Celui-ci a été étudié à l’état liquide lors du ‘mûrissement’ et à l’état solide après réticulation sous la forme de films libres pour différentes situations modèles. La stabilité de l’adhésif lors du ‘mûrissement’ a été vérifiée même si des réactions de condensation au sein du système Phloroglucinol-TPA se poursuivent. Après réticulation, la morphologie à deux phases des films observée est spécifique à la nature de la phase latex. Il a été conclu que le nouveau système phloroglucinol-TPA a un comportement similaire à celui du système résorcinol-formaldéhyde en termes de mécanismes de réaction et lors de son utilisation en présence de latex. Celui-ci a donc la capacité de remplacer le système initial dans l’élaboration d’un nouvel adhésif plus respectueux de l’environnement.A new phenolic-type reactive system more environment friendly, namely phenol-, resorcinol- or formaldehyde-free, was characterized during this Ph.D. This system consists in the copolymerization of Phloroglucinol and Terephthalaldehyde (TPA) in highly diluted water solution conditions. First, a literature study allowed a selection of relevant experimental technics in order to follow the advancement of these complex systems in solution. The combination of chromatographic and spectroscopic analyses is required to characterize the soluble part of the Phloroglucinol-TPA based system. A mechanism of reaction to synthesize linear oligomers was proposed for short reaction times. The increase of the non-soluble part during the reaction in the analyses made after a solubilization step leaded to the conclusion of another type of mechanism where the oligomers are involved. A monitoring method to follow the state of the system by rheological measurement was also developed for the production process. Secondly, this system was used in the preparation of an adhesive based on Phloroglucinol, TPA and Latex. This adhesive was studied in a liquid state during it ‘maturation’ and in a solid state after curing resulting in films from several model systems. The stability of the system during maturation was checked even if condensation reactions of the Phloroglucinol-TPA still took place. After curing, a two-phase morphology of the films was observed which was found to be specific to the nature of the latex phase. It was concluded that the new Phloroglucinol-TPA system has a similar behavior to the one of Resorcinol-Formaldehyde in terms of mechanism and use in presence of latex. It showed the capability to replace the initial system in the preparation of a new adhesive more environment friendly
Ionic liquids : New compatibilizing agents of thermoplastic blends
No full textCette étude décrit l’élaboration de nouveaux multifilaments textiles offrant un compromis ténacité/élasticité inédit. Ces multifilaments sont composés de mélanges de polymères immiscibles, soit PA66/élastomère soit PET/élastomère, compatibilisés tous les deux par des liquides ioniques. L’incorporation de 1%m de liquide ionique dans ces mélanges a permis de diminuer la tension interfaciale entre les polymères, permettant ainsi d’affiner les morphologies des mélanges binaires et d’améliorer les propriétés mécaniques. Cette compatibilisation a été réalisée sans augmentation de la viscosité des mélanges, critère indispensable pour conserver la filabilité des formulations. L’utilisation de liquide ionique a également permis de façonner la morphologie des mélanges en choisissant judicieusement le couple « cation/anion ». La nature du cation (phosphonium vs imidazolium) et de l’anion a été étudiée. Ainsi, des morphologies nodulaires, fibrillaires ou intermédiaires ont pu être obtenues avec des propriétés mécaniques différentes. De nombreuses formulations ont pu être filées, étirées, puis prototypées sous forme de tissus et cordages de tennis afin de tester l’apport élastique des élastomères. Les liquides ioniques capables de réagir chimiquement avec le thermoplastique ouvrent des perspectives intéressantes.This work highlights the role of ionic liquids (ILs) as compatibilizers in immiscible polymer blends to increase the springback of polyamide or polyester multiyarns due to the presence of elastomeric nodules. The influence of ionic liquid nature on the morphology of PA66/rubber and PET/rubber blends and on thermal, rheological and mechanical properties has been investigated. The incorporation of only 1 wt% of ionic liquids leads to a decrease of interfacial tension between the polymers. The morphology of blends can be tuned by the chemical nature of ionic liquids to reduce largely the nodule size of the dispersed phase and/or to generate fibrillar shape morphology. The reduction of particles size leads to an improvement of mechanical properties with an increase of elongation at break and the same stiffness. Moreover the incorporation of IL has no effect on the viscosity of blends. Several formulations could be spun and prototypes of fabric and tennis racket strings could be made with multiyarns
Conductive and highly stretchable polymer composites for wave energy harvesting
No full textCes travaux de thèse ont porté sur l’élaboration d’électrodes déformables pour la récupération d’énergie houlomotrice. En effet, la conversion de l’énergie mécanique des vagues en électricité est possible via un système entièrement souple et basé sur la technologie des polymères électroactifs (ou EAP). Ces matériaux ont la capacité de se déformer sous stimuli électrique, d’où la nécessité de développer des matériaux conducteurs déformables. Le matériau EAP choisi pour l’étude est un élastomère silicone. La formulation de composites à matrice élastomère silicone chargée en particules conductrices carbonées (graphite, nanofeuillets de graphite et nanotubes de carbone) est ainsi la piste suivie pour composer des électrodes déformables. Deux méthodes de mélange, en voie fondu, ont été explorées. La première utilise un mélangeur planétaire, et la seconde utilise en plus un mélangeur tri-cylindre. L’influence sur les propriétés électriques des composites, de la méthode de mélange, de la nature de la charge conductrice ainsi du taux de charges, a été analysée. Aussi, l’étude de la percolation électrique ainsi que l’étude des mécanismes de conduction mis en jeux dans les différents composites ont été réalisées, et complétées par l’observation de la morphologie en microscopie optique et en microscopie électronique. Le comportement mécanique des composites en traction a également été analysé. Enfin, les propriétés couplées électro-mécaniques des composites les plus prometteurs ont été testées. Les mesures permettent de proposer une formulation à base de nanotubes de carbone comme électrode déformable.This PhD work presents the development of stretchable electrodes for wave energy harvesting. Indeed, it is possible to convert the mechanical energy of the waves into electricity thanks to a flexible system based on electroactive polymer (EAP) technology. As EAPs have the ability to deform under electrical stimuli, deformable conductive materials are needed. In this study, the chosen EAP is a silicone elastomer. Composites formulated with silicone elastomer matrix filled with carbonaceous conductive particles (graphite, graphite nanoplatelets and carbon nanotubes) were thus developed. Two mixing methods, by melt compounding, have been explored. The first uses a planetary mixer, and the second uses a three roll-mill. The influence of the mixing method, the nature of the fillers and the filler rate on the electrical properties of the composites has been analyzed. The morphology, as well as the percolation and the conduction mechanisms have been studied. The tensile properties of the composites were also analyzed. Finally, the electromechanical coupled properties of the most promising composites were tested, allowing us to propose a formulation as a stretchable electrode
Versatile nanostructured surfaces generated by controlling interfacial interactions
No full textLa génération de surfaces présentant des nanostructurations de surface variées et modulables est l’objectif principal de ce travail. L’auto-assemblage de copolymères à bloc ou de nanoparticules d’or a été privilégié, et nécessite pour se faire de moduler finement les interactions aux interfaces substrat/ matériaux déposés. Dans une première partie, un dispositif expérimental de greffage de silane alkyle en voie vapeur est décrit. Cette technique de greffage permet d’aboutir à des surfaces fonctionnalisées soit de façon homogène, soit de façon graduelle et ce, avec un ou deux silanes (substrat respectivement mono ou bi-composant). La robustesse, la simplicité et la flexibilité de notre procédé ont été démontrés par des caractérisations physico-chimique (mesure des propriétés de mouillabilité), chimique (spectroscopie de photoélectrons X) ainsi que par analyse topographique (microscopie à force atomique). Dans une deuxième partie, l’influence des interactions aux interfaces substrat / film sur l’auto-assemblage de copolymères à bloc PS-b-PMMA a été mise en évidence par AFM. A partir des substrats de silicium homogènes en énergie de surface, il a été possible de moduler la nanostructuration sur différents échantillons et à partir des surfaces fonctionnalisées graduellement, cette variation de nanostructuration a pu être obtenue sur un même substrat. Par l’utilisation de copolymère à bloc PS-b-PI, il est par ailleurs possible de générer des films nanostructurés sans préfonctionnalisation du substrat, sans recuit et ce quelle que soit l’épaisseur du film. Dans une troisième partie, l’influence des interactions aux interfaces sur l’assemblage capillaire/convectif dirigé de nanoparticules d’or a été démontré par microscopie à champ sombre. La nature chimique et la densité de greffage des silanes ainsi que la dimension des échantillons ont été modulées pour mettre en évidence le rôle de ces paramètres sur l’assemblage de ces particules. Cette étude montre que les interactions aux interfaces contrôlent l’assemblage des entités chimiques organiques et inorganiques et donc la nanostructuration de surface qui en résulte.The purpose of this work is to develop a methodology based on the control of interactions at substrate/deposited material interfaces in order to achieve well-defined structures at the nanoscale (nanostructuration). In particular, silane molecules were grafted onto planar substrates to adjust the physico-chemical interactions in order to consequently control block copolymers / gold nanoparticles self-assemblies. The first part describes the experimental set-up developed to graft alkyl silanes through vapor phase strategy. The modification can be finely tuned such that homogeneously or gradually functionalized surfaces with either one or two silanes (or- or two-component substrate, respectively) are obtained. The versatility and simplicity of our process were demonstrated by wettability measurements, X-ray photoelectron spectroscopy and microscopic analysis (AFM) performed on these different surfaces. The second part points out the influence of grafting density and polarity on block copolymers self-assembly. PS-b-PMMA films were first used. With using homogeneously-modified substrates, it has been demonstrated that block copolymers self-assembly depends on substrate surface chemistry, and different cases (dewetting, wetting, parallel or perpendicular orientation of nanodomains) were achieved as a function of the grafting density of silanes on the substrate. Using gradually-modified surface, these different nanostructures were obtained on one unique sample. Moreover, by using appropriate deposition conditions with another block copolymer (PS-b-PI), well-oriented nanostructured films were obtained without pre-functionalization or annealing, regardless of film thickness. In the third part influence of surface chemistry on gold nanoparticles deposited through capillary/convective assembly is investigated and characterized by dark field microscopy. The careful selection of silane in conjunction with appropriate grafting density are adjusted in order to emphasize the impact of these parameters on the assembly process and therefore on the surface nanostructures. This study demonstrates that the control of interfacial interactions dictates the self-assembly of organic or inorganic materials deposited on a planar substrate
Study of the interfaces created in PPS / carbon fibers and PPS basalt fibers composites obtained from commingled yarns and twisted yarns
No full textCes travaux de thèse sont consacrés à la compréhension des relations structures-propriétés des matériaux composites réalisés à partir de mèches hybrides composées de la matrice thermoplastique, le polysulfure de phénylène et de renforts qui peuvent être soit du carbone soit du basalte. Plusieurs axes de recherche ont été approfondis dans ces travaux : i) l’impact des procédés de fabrication des mèches sur les propriétés finales des composites, ii) la compréhension des interactions fibres-matrice dans les systèmes étudiés et iii) l’optimisation de ces interactions à l’interphase. Ces travaux ont démontré le lien établi entre les propriétés mécaniques et structurelles des mèches hybrides et les propriétés finales des matériaux composites obtenus. Le procédé de comélage par air conditionne en partie les propriétés finales des composites en diminuant les propriétés mécaniques des fibres de renfort. Cette dégradation n’est pas observée pour le procédé de retordage. Dans le même temps, les composites obtenus par comélage sont de meilleure qualité en termes d’homogénéité, propriétés mécaniques et taux de porosité par rapport à ceux issus du procédé de retordage. Dans un second temps, l’adhérence de l’ensemble des systèmes étudiés a été évaluée à l’échelle micromécanique et corrélée à l’échelle macroscopique. Des essais de vieillissement accélérés ont également été conduits pour discriminer les solutions les plus durables. Une dernière partie de ces travaux est consacrée à l’optimisation des propriétés interfaciales des systèmes étudiés. Les deux voies explorées ont donné des résultats intéressants : l’utilisation d’un mélange polymère PPS / PE-EMA-GMA a permis d’améliorer jusqu’à 56 % l’IFSS avec les fibres de basalte et l’utilisation d’un sel imidazolium en tant qu’agent interfacial dans la matrice a permis d’améliorer de 25 % l’IFSS obtenu avec les fibres de carbone.This thesis work is devoted to the understanding of the structure-properties relationships of composite materials made from hybrid rovings composed of the thermoplastic matrix, polyphenylene sulphide, and reinforcements that can be either carbon or basalt. Thus, several lines of research have been pursued in this work: i) the impact of the commingling process on the final properties of composites, ii) the understanding of fiber-matrix interactions and iii) the optimization of those interactions in the interface. This work first demonstrated the link established between the mechanical and structural properties of the hybrid yarns and the mechanical properties of composite materials. The air commingling process degrades the resistance of the fibers and this is observed both on filaments tensile tests and commingled yarns. This degradation is not observed on twisted yarns. In the same time, composites based on commingled yarns show a better homogeneity, mechanical properties and a lower porosity rate. In a second step, the adhesion developped in all composite systems was evaluated at the micromechanical scale and correlated at the macroscopic scale. Accelerated ageing tests were also carried out to discriminate the most durable solutions. A final part of this work is devoted to the optimization of the interfacial properties of the systems studied. Two solutions were developed and gave interesting results: the use of a PPS / PE-EMA-GMA polymer mixture allowed to improve up to 56% the IFSS with basalt fibers and the use of an imidazolium salt as interfacial agent in the matrix allowed to improve by 25% the IFSS obtained with carbon fibers
Etude et développement de fibres électrofilées pour des applications en biotechnologie
No full textActuellement, le procédé d’électrofilage également appelé electrospinning est une des voies les plus prometteuses permettant le design et le développement de nanofibres polymères poreuses. En effet, cette technique est simple d’utilisation, unique, modulable, à faible coût et est déjà couramment utilisée dans le milieu industriel. De part ces avantages, l’electrospinning fait l’objet d’un engouement grandissant de la recherche académique et industrielle dans plusieurs domaines d’applications tels que ceux de la filtration, la cosmétique, du textile, de l’ingénierie tissulaire et du domaine médical, notamment pour le relargage de molécules actives. De plus, cette technique est applicable sur de nombreux polymères synthétiques ou naturels et il est possible de contrôler de nombreux paramètres tels que la porosité, le diamètre des fibres ou encore la surface accessible. Un des premiers objectifs de cette thèse a été de développer des scaffolds pour le domaine de l’ingénierie des tissus neuronaux afin d’imiter les propriétés biologiques, physiques et mécaniques de la matrice extracellulaire native. Dans un premier temps, l’effet de l’alignement des fibres d’une matrice fluorée (PVDF) biocompatible a été étudié sur le comportement de cellules souches neurales de singe, en particulier les morphologies, l’adhésion cellulaire ainsi que leurs différentiations en cellules gliales ou neuronales. Dans un second temps, des scaffolds bioabsorbables composés de PLA et de PEG ont été synthétisés afin d’étudier l’influence de l’équilibre hydrophile-hydrophobe sur la culture de cellules souches neurales. Et dans une dernière partie, une véritable étude exploratoire a été réalisée afin de développer des textiles intelligents à base de PBAT contenant des curli, protéine bien connue pour sa capacité à chélater des métaux.Currently, the electrospinning process is also one of the most promising routes for the design and development of polymer fibers. This technique is easy to use, unique, versatile, and low cost, which can be used to create fibers from a variety of starting materials. The structure, chemical and mechanical stability, functionality, and other properties of the fibers can be modified to match end applications. The first goal of this thesis was to develop scaffolds for the field of neural tissue engineering in order to mimic the biological, physical and mechanical properties of the native extracellular matrix. In the first time, the effect of fiber alignment of a biocompatible and fluorinated matrix denoted polyvinylidene fluoride (PVDF) was studied on the behavior of monkey neural stem cells particularly the morphology, cell adhesion and their differentiation in glial or neuronal cells. Secondly, bioabsorbable scaffolds composed of polylactide (PLA) and polyethylene glycol (PEG) polymers were synthesized to investigate the influence of the hydrophilic-hydrophobic balance on the culture of neural stem cells. Finally, an exploratory work was conducted to develop smart textiles based on poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) containing curli as protein, well-known for its ability to chelate metals
Fiber/matrix physico-chemical interfacial phenomena in structural SMC composites : From wetting to adhesion
No full textRésuméAbstrac
Příprava polymerních materiálů v mikrovlnném poli
No full textVzhledem k současným celosvětovým snahám o snížení plastového znečištění životního prostředí, se biologicky odbouratelné polyestery dostávají do popředí zájmu jako alternativní materiály ke konvenčním (komerčním) polymerům, které mohou nacházet uplatnění např. v obalovém průmyslu. Značným omezením biologicky rozložitelných (především alifatických) polyesterů jsou jejich horší mechanické a bariérové vlastnosti, které lze však do určité míry vylepšit přídavkem relativně malého množství netoxických nanoplniv. Životní prostředí však není zatíženo pouze materiálem samotným, svou roli sehrává i energetická náročnost vlastního výrobního procesu a zpracovatelských postupů. V poslední době proto dochází k výraznému příklonu k nízkoenergetickým procesům. Využití mikrovlnného záření jako účinného zdroje energie, který může vést k výraznému zkrácení procesních časů, je tak v současné době předmětem intenzivního výzkumu. V této disertační práci je ve čtyřech kapitolách (4.1-4.4) podrobně studována a popsána in-situ mikrovlnná syntéza biologicky odbouratelných nanokompozitů na bázi polykaprolaktonu a netoxických jílových nanočástic (vrstevnatých podvojných hydroxidů). První kapitola (4.1) popisuje jednokrokovou syntézu vrstevnatých podvojných hydroxidů na bázi Mg2+ /Al3+ funkcionalizovaných iontovými kapalinami,...Bearing in mind environmental concerns and global trends in ecology, biodegradable polyesters have gained enormous attention as alternative to non-biodegradable, commercial polymers used mainly in packaging industry contributing to the worldwide environment pollution. However, substitution of conventional polymers with biodegradable polyesters is limited due to their inferior mechanical and barrier properties, which can be improved by the introduction of relatively small content of non-toxic nanofillers. Nevertheless, environmental pollution is not only affected by material itself, but also manufacturing and processing sector in terms of energy sustainability. In case of the latter, low energetic processes are nowadays preferential. Thus, using microwave irradiation as the more efficient energy source, which can lead to shortening of process time, has become currently investigated subject. In this thesis, microwave-assisted in-situ synthesis of biodegradable nanocomposites based on polycaprolactone and non-toxic clay nanoparticles (layered double hydroxides) was studied and described in detail in four subsections (4.1-4.4). The first subsection (4.1) describes one-pot synthesis of Mg2+ /Al3+ layered double hydroxides functionalized with highly microwave-absorbing ionic liquids. In order to improve...Department of Physical and Macromolecular ChemistryKatedra fyzikální a makromol. chemieFaculty of SciencePřírodovědecká fakult
Synthesis of (poly)electrolytes for high energy density Li-ion battery
No full textLes travaux de thèse présentés dans ce manuscrit portent sur le développement nouveaux électrolytes sans recours aux solvants conventionnels inflammables afin de répondre à la problématique de sécurité des batteries. La première partie de ce travail vise à développer des électrolytes gélifiés à partir de liquide ionique phosphonium. Une étude est réalisée sur la compatibilité entre l'électrolyte et le polymère hôte époxy/amine ainsi que de l'influence du LI sur la polymérisation du réseau. Les propriétés thermiques, viscoélastiques et de transport ionique des gels sont discutées. Parmi les électrolytes gélifiés obtenus, le gel contenant l'électrolyte (1 M LiTFSI + LI [P66614][TFSI]) a montré des propriétés électrochimiques intéressantes. Un système gélifié Li|LFP a été mis en œuvre et une bonne stabilité en cyclage à 100 °C a été obtenue. La deuxième partie de ce travail consiste au développement de nouveaux électrolytes mésomorphes favorisant un transport d’ions lithium par saut. Un composé anionique a été synthétisé à partir d’une réaction époxy/amine entre le 4-amino-1-naphtalènesulfonate de lithium et un diglycidylether aliphatique. Différentes techniques de caractérisation ont été utilisées afin d’établir un lien structure/propriétés. Les résultats ont permis de mettre en évidence une organisation supramoléculaire lamellaire permettant d’obtenir des canaux de conduction d’ions lithium. Les mesures de transport ionique ont permis de mettre en évidence un transport d'ions lithium suivant une loi d'Arrhenius (indépendant du squelette moléculaire) ce qui est la preuve d'un mécanisme de transport d'ions lithium par saut. Les premiers tests électrochimiques ont révélé une bonne stabilité de ces électrolytes vis à vis du lithium et un transport d’ions lithium réversible dans une cellule symétrique Li|Li. A l'issue de ces travaux, les perspectives sont discutées afin d'améliorer les performances de ces électrolytes.The thesis work presented in this manuscript focuses on the development of new electrolytes without the use of flammable conventional solvents to improve the security problem batteries. The first part of this work is the preparation of gelled electrolytes from phosphonium ionic liquid. A study is performed on the compatibility between the electrolyte and the polymer host epoxy / amine as well as the influence of the polymerization LI on the network. The thermal properties, and ionic transport viscoelastic gels are discussed. Among the obtained gelled electrolyte, the gel containing the electrolyte (1 M LiTFSI + LI [P66614] [TFSI]) showed interesting electrochemical properties. A gelled system Li | LFP has been implemented and good cycling stability at 100 ° C was obtained. The second part of this work is the development of new liquid crystal electrolytes promotes transport of lithium ions with hopping mechanism. An anionic compound was synthesized from reaction of an epoxy / amine from lithium 4-amino-1-naphthalenesulfonate and an aliphatic diglycidyl ether. Various characterization technical were used to establish a link structure / properties. The results allowed to show a lamellar supramolecular organization to obtain lithium ion conduction channels. The ion transport measurement helped to highlight a transport of lithium ions following an Arrhenius law (independent of the molecular backbone) which is evidence of a transport mechanism of lithium ions with hopping mechanism. The first electrochemical tests showed good stability of these electrolytes with lithium electrode and a reversible lithium ion transport in a symmetrical cell Li | Li. Following this work, the prospects are discussed to improve the performance of these electrolytes
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