Les catalyseurs à base de ruthénium supporté sur cérine, alumine et supports mixte sont étudiés dans la combustion du noir de carbone, l’oxydation des COV et le vaporeformage du méthanol. Les catalyseurs supportés sur cérine sont réactifs et sélectifs pour la formation de CO2 dans les réactions d’oxydation. Cela est lié à la présence de deux espèces oxydes de ruthénium différentes en interaction avec la cérine. Ces deux espèces sont facilement réductibles à faibles températures. Il est également démontré, que la teneur optimale de ruthénium sur la cérine est de 1,5% en masse. Pour des teneurs plus élevées, la réactivité n’est plus améliorée suite à la formation d’agglomérats de RuO2 moins réactifs que les oxydes de ruthénium, en interaction avec la cérine, dans les réactions d’oxydation. Le mécanisme réactionnel de combustion du noir de carbone en présence des solides à base de ruthénium passe par une réaction de réduction des espèces oxydes de ruthénium en interaction avec la cérine. Ces espèces s’oxydent de nouveau par réaction avec l’oxygène de la phase gazeuse. Un mécanisme similaire est envisagée dans l’oxydation des COV. L’effet thermique lié à l’oxydation catalytique du COV est mis en évidence dans la combustion simultanée des suies et des COV. Ce résultat montre la possibilité d’une application à l’élimination des suies émises par les moteurs Diesel et certaines industries. Dans le vaporeformage du méthanol, le rôle promoteur du support cérine est mis en évidence. L’interaction entre cérine et ruthénium semble être également responsable de l’élimination du monoxyde de carbone des produits de la réaction. L’addition de palladium permet d’améliorer la sélectivité en H2.

Ce travail de thèse repose sur le développement de nouveaux catalyseurs d'oxydation utilisant les principes de la chimie verte. Dans un premier temps, afm d'exploiter les propriétés d'induction des complexes tris-diimine de ruthénium en catalyse asymétrique, des complexes hétérodinucléaires Ru-Mn et Ru-Zn ont été synthétisés et caractérisés. Ces complexes sont constitués de l'association d'une entité chirale de ruthénium et d'un fragment de type Mn- ou Zn-salen. Une espèce Ru(II)-Mn(IV) a notamment été caractérisée et un transfert très efficace d'électrons du centre ruthénium excité vers le centre manganèse a également été mis en évidence. Par contre, leur activité catalytique lors d'oxydation d'alcènes s'est avérée être relativement modeste. Dans la seconde partie, nous nous sommes attachés à exploiter simultanément les propriétés photosensibles et catalytiques des complexes de ruthénium. Ainsi, des systèmes homodinucléaires ont été synthétisés et également complètement caractérisés. Ces systèmes se sont montrés particulièrement efficaces lors de l'oxydation de sulfures sous irradiation lumineuse, en utilisant l'eau comme seule source d'atome d'oxygène et un sel ce Co(III) comme accepteur d'électron. Dans le contexte du développement d'une chimie plus respectueuse de l'environnement, nous avons montré que la combinaison d'un photosensiblisateur et de l'énergie lumineuse permettait d'utiliser des conditions douces pour réaliser des réactions d'oxydation.

Ce travail porte sur la preparation, la caracterisation et l'etude de catalyseurs supportes au ruthenium dans la reaction co+h#2, avec l'objectif de mieux comprendre le comportement de tels systemes dans l'obtention de produits oxygenes a partir du gaz de synthese. Nous avons depose le ruthenium sur des oxydes simples de metaux de transition : zro#2 tio#2, wo#3, moo#3, supports susceptibles de se reduire et donc de conduire a des interactions metal-support permettant de modifier les proprietes du ruthenium. Un support a ete choisi comme reference : al#2o#3. Nous avons pu montrer d'apres les resultats de thermogravimetrie et d'analyse spx que les supports zro#2, tio#2 et al#2o#3 ne sont pas reduits suite au traitement reducteur a 350c. Wo#3 et moo#3 sont partiellement reduits, moo#3 l'etant le plus. Lors de l'etude des catalyseurs dans la reaction co+h#2 sous 50 bar, apres un pretraitement sous h#2 dans un reacteur a flux continu (vvh=6000h#-#1, temperature entre 200c a 300c, rapport h#2/co=1,6 ou 2), on a observe que les catalyseurs supportes sur zro#2, tio#2 et al#2o#3 ne donnaient pas ou tres peu de produits oxygenes. Par contre ces derniers ont ete detectes sur ru/moo#3 et ru/wo#3 en plus grande quantite, ru/moo#3 donnant le plus d'alcools. Il doit exister une relation entre le degre de reduction de l'oxyde et la selectivite en produits oxygenes. Une etude plus approfondie sur ru/moo#3 a ete menee. Elle permet de conclure que ce dernier donne de meilleures performances autant en activite qu'en selectivite en produits oxygenes quand le support est calcine a 350c, la teneur en ruthenium de 1%, la temperature de reduction du catalyseur de 250c et la temperature de reaction proche de 200c. La necessite de la presence de molybdene reduit pour obtenir les alcools est evidente.

Le développement de catalyseurs efficaces à base de ruthénium a contribué à l'essor de la métathèse des oléfines. Cette réaction catalysée par des complexes à base de tungstène, rhénium ou molybdène, était appliquée, jusqu'à présent, à des oléfines non fonctionnalisées. L'utilisation de précurseurs à base de ruthénium a permis d'élargir les domaines d'applications de la métathèse grâce à leur tolérance élevée à de nombreuses fonctions organiques. En effet, les esters méthyliques d'huiles végétales peuvent être valorisés en bases chimiques par la réaction de métathèse en présence de catalyseurs à base de ruthénium. Nous reportons, ici, l'étude de la réactivité des complexes de ruthénium en éthénolyse de l'oléate de méthyle ainsi que la conception et la caractérisation de nouveaux systèmes. Nous exposerons la synthèse de nouveaux catalyseurs de ruthénium contenant des ligands carbènes aminoalkyle cycliques et l'évaluation de leurs performances. Nous montrerons que ces précatalyseurs présentent des propriétés catalytiques intéressantes pour l'éthénolyse de l'oléate de méthyle. Ces ligands ont l'avantage d'être modulables, ce qui nous offrent de nombreuses possibilités en terme d'originalité, tout comme la fonctionnalisation du ligand isopropoxybenzylidène qui permet l'immobilisation des catalyseurs dans les liquides ioniques. Par ailleurs, des tentatives de coordination d'autres ligands, tels que le fluorénylidène et le silylène, susceptibles de conduire à des complexes de ruthénium efficaces seront abordées.

CE TRAVAIL DE THESE PORTE SUR L'ETUDE DES REACTIONS DE REDUCTION DES OXYDES D'AZOTE PAR LE MONOXYDE DE CARBONE QUI EST UNE REACTION MODELE D'ELIMINATION DE CES POLLUANTS EN CATALYSE DE POST-COMBUSTION AUTOMOBILE. DANS UNE PREMIERE PARTIE, LA DETERMINATION DE L'ACTIVITE ET DE LA SELECTIVITE DE CATALYSEURS DE REFERENCE A BASE DE PLATINE ET DE RHODIUM SUR ALUMINE DANS LES REACTIONS CO+NO (AVEC OU SANS OXYGENE) ONT MIS EN RELIEF LES MODIFICATIONS APPORTEES PAR L'ADJONCTION DU RHODIUM AU PLATINE EN PRECISANT LEURS CARACTERISTIQUES PROPRES; DE MEME, LES VARIATIONS DE REACTIVITE DU CATALYSEUR BIMETALLIQUE PT-RH/AL#2O#3 ONT ETE OBSERVEES AVANT ET APRES, L'ADDITION DE PROMOTEUR D'OXYDE DE CERIUM QUI JOUE UN ROLE IMPORTANT DANS LES POTS CATALYTIQUES. CES ETUDES ONT PERMIS DE VERIFIER ET DE PRECISER LE MECANISME REACTIONNEL SELON LE MODELE PROPOSE PAR HARRISON ET COLL. D'AUTRE PART, LA SELECTIVITE EN OXYDE NITREUX (N#2O) (POLLUANT NOCIF POUR LA COUCHE D'OZONE ET CONTRIBUANT A L'EFFET DE SERRE) A ETE SYSTEMATIQUEMENT SUIVIE EXPERIMENTALEMENT. NOUS AVONS PU AINSI MONTRER QUE N#2O EST UN PRODUIT PRIMAIRE DE REACTION ET QUE LA TRANSFORMATION DE NO EN AZOTE SE FAIT SELON DES REACTIONS SUCCESSIVES. DANS UNE DEUXIEME PARTIE, NOUS NOUS SOMME ATTACHES A RECHERCHER DES CATALYSEURS A BASE DE CARBURES ET DE NITRURES SOIT EN TANT QUE PHASES ACTIVES, POSSIBLES SUBSTITUTS DES METAUX NOBLES, SOIT EN TANT QUE SUPPORTS AUTRES QUE L'ALUMINE POUR MODIFIER LA REACTIVITE DU PLATINE ET DU PALLADIUM. ENFIN, L'ETUDE DES CATALYSEURS PT ET PD SUPPORTES SUR CARBURE DE CHROME ET NITRURE DE SILICIUM FAIT APPARAITRE UN COMPORTEMENT CATALYTIQUE DIFFERENT DE CELUI DE CES METAUX SUPPORTES SUR ALUMINE PROBABLEMENT DU A LA MODIFICATION DES PROPRIETES CHIMISORPTIVES DES METAUX EN INTERACTION AVEC DES SUPPORTS NON OXYDES.

Le travail décrit dans cette thèse couvre des aspects importants de la catalyse asymétrique tels que la préparation de nouveaux catalyseurs, leur récupération à la fin de la réaction, l'étude structurelle d'intermédiaires réactionnels et les implications mécanistiques des réactions.