Thèse Vers des Revêtements Robustes et Autoréparants H/F - 75

Établissement : Institut Polytechnique de Paris École polytechnique
École doctorale : Ecole Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris
Laboratoire de recherche : PMC - Laboratoire de Physique de la Matière Condensée
Direction de la thèse : Anne Chantal GOUGET - LAEMMEL ORCID 0000000274779200
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-30T23:59:59

Les revêtements autoréparants suscitent un intérêt croissant en tant que matériaux intelligents capables de restaurer spontanément des dommages mécaniques, contribuant ainsi à prolonger leur durabilité. Ces matériaux trouvent des applications dans de nombreux domaines, notamment la protection anticorrosion, les surfaces superhydrophobes, les revêtements antifouling et les capteurs. Dans ces systèmes, l'ancrage covalent robuste du réseau polymère sur le substrat est essentiel pour assurer une stabilité interfaciale à long terme et prévenir le délaminage du revêtement lors de cycles répétés d'endommagement et de réparation. Les mécanismes d'auto-réparation reposent sur la présence de liaisons dynamiques au sein de la matrice polymère, telles que les échanges de liaisons disulfure, les liaisons imines ou les interactions supramoléculaires de type liaisons hydrogène, permettant la réorganisation des liaisons et la reconstruction du réseau après endommagement. [1] Cependant, les matériaux autoréparants font encore face à des défis importants liés à l'efficacité du processus de réparation, aux performances mécaniques, à leur durabilité et à leur mise en oeuvre à grande échelle.
L'objectif de cette thèse est de développer de nouvelles familles de molécules organiques contenant des liaisons disulfure, capables de réticuler de manière réversible et former des réseaux polymères autoréparants sous stimulation lumineuse.[2] L'approche proposée repose sur des procédés de polymérisation radicalaire « one-pot », compatibles avec une production à grande échelle. Le silicium cristallin (111) sera utilisé comme substrat modèle en raison de sa chimie de surface bien contrôlée, permettant une caractérisation quantitative de la fonctionnalisation de surface par spectroscopies IR-ATR et XPS. Différentes stratégies de modification de surface seront explorées afin de favoriser un ancrage covalent robuste, notamment par photopolymérisation et/ou par des méthodes d'adhésion basées sur la chimie des catéchols.[3] Ces approches permettront la formation contrôlée de revêtements polymères dynamiques robustes et l'étude de leur comportement d'auto-réparation à l'interface solide-liquide.

Les revêtements autoréparants suscitent un intérêt croissant en tant que matériaux intelligents capables de restaurer spontanément des dommages mécaniques, contribuant ainsi à prolonger leur durabilité. Ces matériaux trouvent des applications dans de nombreux domaines, notamment la protection anticorrosion, les surfaces superhydrophobes, les revêtements antifouling et les capteurs. Dans ces systèmes, l'ancrage covalent robuste du réseau polymère sur le substrat est essentiel pour assurer une stabilité interfaciale à long terme et prévenir le délaminage du revêtement lors de cycles répétés d'endommagement et de réparation. Les mécanismes d'auto-réparation reposent sur la présence de liaisons dynamiques au sein de la matrice polymère, telles que les échanges de liaisons disulfure, les liaisons imines ou les interactions supramoléculaires de type liaisons hydrogène, permettant la réorganisation des liaisons et la reconstruction du réseau après endommagement. Cependant, les matériaux autoréparants font encore face à des défis importants liés à l'efficacité du processus de réparation, aux performances mécaniques, à leur durabilité et à leur mise en oeuvre à grande échelle. L'objectif de cette thèse est de répondre surtout à ces deux derniers défis.