Etude statique et dynamique des solutions de polyélectrolytes : étude théorique et exemples expérimentaux

Abstract

Les polyélectrolytes sont des polymères portant des groupements ionisables par des solvants polaires comme l’eau. Une partie des charges reste fixée le long de la chaîne appelée polyion tandis que les charges opposées ou contreions, peuvent diffuser plus ou moins librement dans la solution. La présence de charges électrostatiques greffées sur la chaîne polymère donne lieu à des interactions inter et intramoléculaires spécifiques et de longue portée différentes de celles des polymères neutres. Les polyélectrolytes font l’objet de recherches intenses à cause de leurs intérêts dans plusieurs domaines en médecine, santé, biologie et dans pratiquement tous les secteurs industriels. Ils peuvent être classés en trois familles : polyélectrolytes naturels, biologiques et synthétiques. Le but de ce mémoire est de faire une étude sur les propriétés statiques et dynamiques des solutions des polyélectrolytes en mettant l’accent sur les effets de paramètres tels que la taille et la concentration du polymère, son taux de charge et la concentration en sel ajouté. Ce mémoire est organisé en cinq parties. Dans le premier chapitre, nous rappelons quelques aspects fondamentaux concernant le comportement général des polyélectrolytes en solution et les propriétés statiques et dynamiques. Les principes et description des méthodes expérimentales sont regroupés dans le second chapitre. Nous avons considèré la diffusion de la lumière et des neutrons. Au 3ème chapitre, nous présentons une étude théorique des propriétés structurales et dynamiques des systèmes de polyélectrolytes à plusieurs constituants. Ce modèle est basé sur l’approximation dite de phase aléatoire ou RPA pour Random Phase Approximation. Le 4ème chapitre est basé sur la RPA et le tenseur d’Oseen pour les interactions hydrodynamiques. Le 5ème chapitre présente des exemples expérimentaux avec une discussion des résultats sur la base du modèle théorique. Ce mémoire est clôturé par une conclusion résumant les principaux résultats et montrant les perspectives de poursuite de ce travail.