Brevet FR2914631A1 — publié le 20081010

B 06/4855 FR IC - European Aeronautic Defence and Space company û EADS France, - UNIVERSITE PARIS 6 PIERRE ET MARIE CURIE, - CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (CNRS) Matériau nanostructuré particulier, comme revêtement protecteur de surfaces métalliques Invention de : Elisa CAMPAllI Emmanuelle LANCELLE-BELTRAN Clément SANCHEZ Matériau nanostructuré particulier, comme revêtement protecteur de surfaces métalliques La présente invention concerne des matériaux nanostructurés comme constituants de revêtements protecteurs de surfaces métalliques, en particulier pour des applications aéronautiques et aérospatiales, et leurs procédés de préparation. Dans le domaine aéronautique, la protection contre la corrosion est généralement assurée par des traitements de surface à base de chrome VI, par exemple, au moyen d'un procédé d'oxydation anodique chromique, ou d'une couche de conversion. Cependant, on a trouvé que le chrome VI était toxique, cancérigène et dangereux pour l'environnement. A terme son utilisation va être interdite. Il existe donc un besoin de trouver un autre système assurant une protection, par exemple, contre la corrosion mais aussi contre les rayures ou autres, qui soit au moins aussi performant que ceux existant. Des matériaux hybrides organiques/inorganiques préparés par voie sol-gel ont déjà été envisagés dans la technique. Par exemple, le document US 2003/024432 décrit un revêtement ayant des propriétés anti-corrosion, préparé par voie sol-gel à partir d'un sel organométallique tel qu'un alcoxyzirconium, d'un organosilane, et d'un ou de plusieurs composés portant une fonction borate, zinc ou phosphate, en présence d'un catalyseur organique tel que l'acide acétique. Les documents US 6 261 638 et EP 1 097 259 décrivent quant à eux des procédés pour empêcher la corrosion de métaux, comprenant l'application d'une solution de traitement à base de silanes polyfonctionnels et de silanes difonctionnels comportant dans leur chaîne, plusieurs atomes de soufre, respectivement. Cependant, ces matériaux présentent l'inconvénient de ne pas être micro-ou nanostructurés, c'est-à-dire que la répartition des domaines organiques et inorganiques dans le matériau ne peut pas être maîtrisée à l'échelle micrométrique ou nanométrique. Cette répartition aléatoire peut conduire à des propriétés non reproductibles d'un matériau à un autre. Un avantage du procédé sol-gel consiste à construire un réseau tridimensionnel à partir de précurseurs de départ dans des conditions dites douces, c'est-à-dire à une température inférieure à 200 C, et dans un milieu eau ou eau/solvant moins nocif pour l'environnement que ceux utilisés pour les traitements de surface classiques. Les précurseurs de départ généralement utilisés dans ledit procédé sol-gel sont des alcoxydes métalliques comprenant un ou plusieurs groupes hydrolysables. A titre d'exemples d'alcoxydes métalliques, on peut notamment citer les alcoxydes de silicium ou de zirconium, seuls ou en mélange. L'article The self-assembled nanophase particle (SNAP) process : a nanoscience approach to coatings , M. S. Donley et al, Progress in Organic Coatings, 47, 401-415, 2003, décrit des revêtements en un matériau amorphe, obtenus dans des conditions douces, à partir d'une solution aqueuse comprenant du tétraméthoxysilane et du glycidopropyltriméthoxysilane. Un inhibiteur de corrosion est ensuite introduit dans le matériau. Le brevet US 6 929 826 décrit un procédé de traitement de surfaces métalliques à partir d'une composition aqueuse comprenant un alcoxysilane, un époxyalcoxysilane et de l'eau. Ce procédé comprend notamment les étapes de mélange des ingrédients de la composition, le vieillissement de ladite composition, l'addition d'un agent de réticulation, d'un tensioactif et éventuellement d'eau, puis l'application de la composition finale sur un substrat métallique et séchage dudit substrat. Le demandeur a découvert de manière surprenante qu'un contrôle de structure à l'échelle nanométrique permet d'obtenir de nouvelles propriétés macroscopiques qui ne sont pas seulement la somme des propriétés de chacune des composantes telles que tenue mécanique, épaisseur et qualité du film, densité, coloration et caractère hydrophobe modulable à souhait, mais réellement des propriétés nouvelles. Elles résultent de la synergie de ces composantes à l'échelle nanométrique. En outre, cette maîtrise de la structure à l'échelle nanométrique conduit à une reproductibilité des propriétés. Ce contrôle est atteint grâce à des matériaux nanostructurés. Par matériaux nanostructurés, on entend des matériaux dont la structure est contrôlée à l'échelle nanométrique. Cette structure peut être vérifiée notamment par diffraction des rayons X et diffusion des rayons X aux petits angles, microscopie à transmission (ou TEM) ou microscopie à force atomique (ou AFM). De tels matériaux sont connus de l'article "Designed hybrid organic-inorganic nanocomposites from functional nanobuilding blocks" de C. Sanchez et al, Chem. Mater., 2001, 13, 3061-3083, et sont synthétisés à partir de blocs élémentaires de taille nanométrique (ou nanoblocs élémentaires ou NBB (Nano-Building Blocks)) bien définis, de préférence pré- ou post-fonctionnalisés, et d'une résine polymère ou hybride organique/inorganique. Une partie de ces matériaux, telle que la matrice obtenue par voie sol/gel, est amorphe, tandis que l'autre partie est constituée de domaines cristallins de taille nanométrique. Ces matériaux peuvent comporter des fonctionnalités diverses qui permettent de conférer à un substrat (ou surface) notamment un alliage d'aluminium ou de titane, par exemple, une protection contre la corrosion, une résistance aux rayures, une bonne tenue mécanique et/ou une coloration tout en assurant une bonne adhérence sur le substrat métallique. En outre, ces matériaux peuvent permettre la coexistence de plusieurs fonctionnalités différentes qui ne coexistent pas en temps normal, et peuvent être appliqués par une quelconque technique classique telle que, par exemple, par trempage dans un bain, dépôt sur substrat en rotation (ou spin-coating), aspersion, pulvérisation, enduction laminaire et dépôt au pinceau. Les composants individuels peuvent être conçus de manière à avoir une durée de vie compatible avec les cycles industriels, par exemple, supérieure ou égale à 12 mois, et être mélangés juste avant leur application. Leur formulation présente l'avantage supplémentaire d'utiliser des composants compatibles avec la réglementation environnementale, et notamment d'être majoritairement en milieu aqueux. La présente invention a pour objet de nouveaux matériaux nanostructurés permettant de conférer de meilleures propriétés telles qu'une protection contre la corrosion, une résistance aux rayures, une bonne tenue mécanique et/ou une coloration tout en assurant une bonne adhérence sur un substrat métallique. Les matériaux nanostructurés selon l'invention comprennent au moins un nanobloc élémentaire à base de silice, d'alumine, de zircone, d'oxyde de titane ou de cérium (IV), fonctionnalisé avec au moins deux agents de fonctionnalisation de formule (1), (2) ou (3) : Z4_XSi((R')p-F)X (1) Z4-X-v(F'-(R')p)vSi((R')p -F)X. (2) Zn-ma-mb(F'-L)maI(L-F)mb (3) dans lesquelles : chaque Z représente, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'halogène tel que F, Cl, Br ou I, de préférence Cl ou Br, ou un groupement ùOR ; R représente un groupe alkyle de préférence en C1.4, tel que méthyle, éthyle, n-propyle, i-propyle, n-butyle, s-butyle ou t-butyle, de préférence méthyle ou éthyle ; x et y sont des nombres entiers allant de 1 à 3 à condition que 4-x1 pour la formule (1) et 4-x-y>_0 pour la formule (2) ; chaque R' représente, indépendamment l'un de l'autre, un groupe espaceur organique choisi parmi les groupes alkylène de préférence en C1.4, par exemple, méthylène, éthylène, propylène ou butylène ; alcénylène notamment en C2_4 tels que vinylène, 1-propénylène et buténylène ; et arylène en C6_10 tels que phénylène et naphtylène ; p est égal à 0 ou 1 ; chaque F est choisi parmi les groupes alkyle notamment en C1.4, par exemple, méthyle, éthyle, propyle ou butyle ; les groupes alcényle en particulier en C2_4, tels que vinyle, 1-propényle, 2-propényle et butényle ; les groupes alcynyle en particulier en C2_4, tels que acétylényle et propargyle ; les groupes aryle en particulier en C6_io, tels que phényle et naphthyle ; les groupes méthacryle ou méthacryloxy(alkyle en C1_10) tel que méthacryloxypropyle ; les groupes époxyalkyle ou époxyalcoxyalkyle dans lesquels le groupe alkyle est linéaire, ramifié ou cyclique, en C1_10, et le groupe alcoxy comporte de 1 à 10 atomes de carbone, tels que glycidyle et glycidyloxy(alkyle en C1_10) ; les groupes halogénoalkyle en C2_10 tels que chloropropyle ; les groupes perhalogénoalkyle en C2_10 tels que perfluoropropyle ; les groupes mercaptoalkyle en C2_10 tels que mercaptopropyle ; les groupes aminoalkyle en C2_10 tels que 3aminopropyle ; les groupes amino(alkyle en C2_10)amino(alkyle en C2_10) tels que 3-[(2-aminoéthyl)amino]propyle ; les groupes di(alkylène en C2_10)triamino(alkyle en C2_10) tel que 3-[diéthylènetriamino]propyle et les groupes imidazolyl(alkyle en C2-1o) ; chaque F' et L sont chacun un ligand complexant monodentate ou polydentate, de préférence polydentate, par exemple, un acide carboxylique comme l'acide acétique, une (3dicétone comme l'acétylacétone, un 13-cétoester comme l'acétoacétate de méthyle, un a- ou (3-hydroxyacide comme l'acide lactique, un acide aminé comme l'alanine, une polyamine comme la (3-triméthoxysilylpropyl)diéthylènetriamine (ou DETA), l'acide phosphonique et un phosphonate ; M représente A1(III), Ce(III), Ce(IV), Zr(IV), Ti(IV), Sn(IV), Nb(V), V(V), Ta(V), Hf(V), de préférence A1(III), Ce(III), Ce(IV), Zr(IV) ou Ti(IV), ou une terre rare telle que Y(III), La(III) et Eu(III), le chiffre entre parenthèse étant la valence de l'atome M ; n représente l'état de coordination de l'atome M ; m représente le nombre de liaisons de coordination entre le chélatant L et le métal M ; a et b sont des nombres entiers tels que ma+mb Les matériaux nanostructurés selon l'invention, tels que définis ci-dessus, peuvent comprendre en outre une matrice polymère ou hybride inorganique/organique, de préférence hybride de type sol/gel. Une fois les nanoblocs élémentaires synthétisés et fonctionnalisés, ils peuvent être introduits dans ladite matrice matrice. Cette matrice va servir de connecteur grâce auquel les blocs élémentaires vont former un réseau tridimensionnel. Les matrices hybrides inorganiques/organiques sont typiquement obtenues par polycondensation d'au moins un alcoxyde métallique ou halogénure métallique, en présence d'un solvant, et éventuellement d'un catalyseur. Les alcoxydes métalliques ou halogénures métalliques employés sont choisis de préférence parmi ceux ayant pour formules générales M'Z'n' (8) R"X'M' (9) L'm'x'M' Z'm,x, (10) (11) dans lesquelles : n'représente la valence de l'atome métallique M', de préférence 3,4ou5; x' est un nombre entier allant de 1 à n'-1 ; M' représente un atome métallique de valence III tel que Al ; de valence IV tel que Si, Ce, Zr et Ti ; ou de valence V tel que Nb. De préférence M' est le silicium (n'=4), le cérium (n'=4) ou le zirconium (n'=4), et encore plus préférentiellement le silicium ; Z' représente un groupe hydrolysable choisi parmi les atomes d'halogènepar exemple, F, Cl, Br et I, de préférence Cl et Br ; les groupes alcoxy de préférence en C1.4, tels que méthoxy, éthoxy, npropoxy, i-propoxy et butoxy ; les groupes aryloxy en particulier en C6_10, tels que phénoxy ; les groupes acyloxy en particulier en C1.4, tels que acétoxy et propionyloxy ; et les groupes alkylcarbonyle en C1_10 comme acétyle. De préférence, Z' représente un groupe alcoxy, et plus particulièrement un groupe éthoxy ou méthoxy ; R" représente un groupement non hydrolysable monovalent choisi parmi les groupes alkyle de préférence en C1.4, par exemple, méthyle, éthyle, propyle et butyle ; les groupes alcényle en particulier en C2_4, tels que vinyle, 1-propényle, 2-propényle et butényle ; les groupes alcynyle en particulier en C2_4 tels que acétylényle et propargyle ; les groupes aryle en particulier en C6_10, tels que phényle et naphthyle ; les groupes méthacryle et méthacryloxy(alkyle en C1-10) tel que méthacryloxypropyle ; et les groupes époxyalkyle ou époxyalcoxyalkyle dans lesquels le groupe alkyle est linéaire, ramifié ou cyclique, en C1.10, et le groupe alcoxy comporte de 1 à 10 atomes de carbone, tels que glycidyle et glycidyloxy(alkyle en C1.10). R" représente de préférence un groupe méthyle ou glycidyloxy(alkyle en C1_lo) comme glycidyloxypropyle R"' représente un groupement non hydrolysable divalent choisi parmi les groupes alkylène de préférence en C1_4, par exemple, méthylène, éthylène, propylène et butylène ; les groupes alcénylène en particulier en C2_4, tels que vinylène, 1-propénylène, 2-propénylène et buténylène ; les groupes alcynylène en particulier en C2_4 tels que acétylénylène et propargylène ; les groupes arylène en particulier en C6_10, tels que phénylène et naphthylène ; les groupes méthacryle et méthacryloxy(alkyle en C1_10) tel que méthacryloxypropyle : et les groupes époxyalkyle ou époxyalcoxyalkyle dans lesquels le groupe alkyle est linéaire, ramifié ou cyclique, en C1.10, et le groupe alcoxy comporte de 1 à 10 atomes de carbone, tels que glycidyle et glycidyloxy(alkyle en C1_10). R"' représente de préférence un groupe méthylène ou glycidyloxy(alkyle en C1_10) comme glycidyloxypropyle ; et L' représente un ligand complexant de préférence polydentate, comme un acide carboxylique, une (3-dicétone, un (3-cétoester, un a ou [3-hydroxyacide, un acide aminé, l'acide phosphonique ou un phosphonate ; m' représente l'indice d'hydroxylation du ligand L', avec m'=1 lorsque L' est un ligand monodentate, et m' > 2 lorsque L' est un ligand polydentate. Dans un mode de réalisation préféré, la matrice est obtenue à partir d'un mélange d'au moins trois alcoxydes de silicium : Si(OR1)4 R2Si(OR1)3 et R3R4Si(OR1)2 dans lesquels R1 représente un groupe méthyle ou éthyle, R2 et R3 représentent chacun un groupe (méth)acrylate, vinyle, époxyalkyle ou époxyalcoxyalkyle dans lesquels le groupe alkyle est linéaire, ramifié et/ou cyclique, en C1_lo, et le groupe alcoxy comporte de 1 à 10 atomes, par exemple le groupe 3,4-époxycyclohexyléthyle ou glycidyloxy(alkyle en C1_10) tel que glycidyloxypropyle, et R4 représente un groupe alkyle en C1_10 tel que méthyle. De préférence, la proportion du précurseur R2Si(OR')3 est majoritaire, tandis que celle du précurseur R3R4Si(OR')2 est minoritaire, par exemple de 5 à 30 % en poids par rapport au poids total du mélange de précurseurs. Dans un mode de réalisation particulier, la matrice peut être préparée à partir des trois alcoxydes de silicium R3R4Si(OR')2, R2Si(OR') 3 et Si(OR')4, par exemple en une proportion respective de 10 %, 60 % et 30 % en poids par rapport au poids total du mélange de précurseurs. Le solvant est constitué majoritairement d'eau. De préférence, il comprend 80 à l00 % en poids d'eau par rapport au poids total du solvant, et éventuellement un alcool en C1.4, de préférence l'éthanol ou l'isopropanol. Le catalyseur est de préférence un acide, mieux encore l'acide acétique, ou du CO2. La solution à déposer peut être composée majoritairement d'un mélange de silanes, par exemple de 5 à 30 % en poids, de préférence de l'ordre de 20 % en poids par rapport au poids total de la solution. Le rapport molaire d'acide par rapport au silicium est préférentiellement autour de 1 %. Les rapports molaires des nanoblocs élémentaires fonctionnalisés ajoutés par rapport au silicium sont de préférence inférieurs à 20 %. Par exemple, ils sont préférentiellement de 5 % et de 10 % pour l'oxyde de cérium et l'oxyde de zirconium respectivement. Les matériaux nanostructurés tels que décrits ci-dessus, peuvent comprendre en outre d'autres nanoblocs élémentaires fonctionnalisés ou non, différents de ceux définis ci-dessus. Un autre objet de l'invention consiste en un procédé de préparation de matériaux nanostructurés selon l'invention. Les matériau nanostructurés selon l'invention peuvent être préparés selon un procédé comprenant notamment les étapes consistant à: d'une part a) préparer les nanoblocs élémentaires par un processus hydrolytique ou non, à partir d'au moins un alcoxyde métallique tel que décrit ci-dessus, et b) fonctionnaliser les nanoblocs élémentaires au moyen d'un agent de fonctionnalisation tel que décrit ci-dessus, éventuellement d'autre part à c) préparer la matrice hybride organique/inorganique par voie sol-gel, à partir des trois alcoxydes de silicium tels que définis ci-dessus, la préparation par voie sol-gel se faisant en présence d'un solvant, et éventuellement d'un catalyseur tels que décrits ci-dessus, puis éventuellement d) mélanger les nanoblocs élémentaires fonctionnalisés obtenus à l'étape b) et la matrice obtenue à l'étape c). et Au moins un additif tel que décrit ci-dessus peut être éventuellement ajouté lors de l'étape a) ou lors de l'étape d) ou lors des deux étapes a) et d). Dans le cas où un additif est ajouté lors de l'étape a), il peut se former un matériau final de l'étape d) de type noyau/enveloppe, le noyau étant constitué par l'additif et l'enveloppe étant constituée par un nanobloc élémentaire. Les additifs pouvant être utilisés dans l'invention sont notamment des agents tensioactifs pour améliorer la mouillabilité du sol sur le substrat métallique, tels que les polymères non ioniques fluorés vendus sous les marques commerciales FC 4432 et FC4430 par la société 3M ; des colorants, par exemple la rhodamine, la fluorescéine, le bleu de méthylène et l'éthyl-violet ; des agents de réticulation comme la (3-triméthoxysilylpropyl)diéthylènetriamine (ou DETA) ; des agents de couplage tels que l'aminopropyltriéthoxysilane (APTS) ; des nanopigments ; des inhibiteurs de corrosion tels que le benzotriazole ; ou leurs mélanges Ce procédé s'effectue dans des conditions dites douces, c'est-à-dire à température ambiante de l'ordre de 20 à 25 C, et sous pression atmosphérique. L'invention a encore pour objet un article comprenant un substrat métallique, par exemple en titane, en aluminium ou en un de leurs alliages, et au moins un revêtement constitué d'au moins un matériau nanostructuré tel que défini ci-dessus. Des exemples de substrats métalliques utilisés pour être revêtues par le matériau nanostructuré décrit ci-dessus, sont le titane, l'aluminium et leurs alliages respectifs, comme par exemple le titane TA6V, l'aluminium de la famille 2000, plus particulièrement l'Al 2024 plaqué ou non plaqué, l'aluminium de la famille 7000, plus particulièrement l'Al 7075 ou 7175 et l'aluminium de la famille 6000 ou 5000. Les revêtements de telles surfaces métalliques, obtenus à partir des matériaux nanostructurés tels que décrits ci-dessus permettent notamment d'obtenir une protection contre la corrosion, une résistance aux rayures, coloration et caractère hydrophobe modulable à souhait, tout en adhérant bien à la surface du substrat métallique. En outre, ces revêtements sont déposés au moyen de techniques simples à mettre en oeuvre sur les surfaces métalliques, par exemple par trempage dans un bain, dépôt sur substrat en rotation (ou spin- coating), aspersion, enduction laminaire ou dépôt au pinceau. En outre, ces techniques utilisent des produits compatibles avec l'environnement. L'article selon l'invention peut être préparé par un procédé de revêtement classique qui comprend une étape de trempage dans un bain, de dépôt sur substrat en rotation, d'aspersion, d'enduction laminaire ou de dépôt au pinceau d'au moins un matériau nanostructuré tel que défini ci-dessus. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront mieux compris grâce aux exemples de réalisation donnés ci-après à titre indicatif. EXEMPLES Exemple 1 : Préparation d'une solution pour l'élaboration de nanoparticules à partir de SiO2/GPTMS/DMDES (NBB1). On a dilué 10 g. de suspension commerciale de nanoparticules de silice (silice colloïdale à 30 % en poids dans l'eau, vendue sous la marque commerciale Ludox par la société Sigma-Aldrich, diamètre moyen de particules=12 nm) avec 50 g. d'eau déminéralisée. On a ajusté le pH de la suspension de silice à 4 par ajout d'une solution de HNO3 (1 mol/1 (ou M)). On a ensuite ajouté, goutte à goutte, un mélange de 30,3 g. de 3-glycidoxypropyltriméthoxysilane (GPTMS) et de 4 g. de diméthyldiéthoxysilane (DMDES) à la suspension. Puis on a laissé le tout sous agitation à température ambiante pendant 24 heures. Exemple 2 : Préparation d'une solution pour l'élaboration de nanoparticules à partir de SiO2-NH2/GPTMS/DMDES (NBB2) On a dispersé 10 g. de suspension commerciale de nanoparticules de silice (silice colloïdale à 30 % en poids dans l'eau, vendue sous la marque commerciale Ludox par la société Sigma-Aldrich, diamètre moyen de particules=12 nm) dans 60 g. d'eau déminéralisée. On a ajusté le pH de la suspension de silice à 9 par ajout d'une solution de HC1 (1 M). On a ajouté 20 % en poids par rapport au poids total du mélange, d' aminopropyltriéthoxysilane. On maintenu la suspension sous agitation pendant 2h à température ambiante. On a isolé les particules par filtration puis on les a lavées à l'éthanol par centrifugation (3 fois 20 min à 10 000 tours/min) et enfin fait sécher à température ambiante pendant 8h. On a dispersé 3 g. de nanoparticules fonctionnalisées NBB2 dans 60 g. d'eau déminéralisée. On a ajusté le pH de la suspension de silice à 4 par ajout d'une solution de HNO3 (1 M). On a ensuite ajouté goutte à goutte un mélange de 30,3 g. de GPTMS et de 4 g. de DMDES à la suspension. Puis on a laissé le tout sous agitation à température ambiante pendant 24 heures. 15 Exemple 3 : Préparation d'une solution pour l'élaboration de nanoparticules à partir de Al2O3/GPTMS/DMDES (NBB3) On a dispersé 3 g. de nanoparticules Al2O3 (sous la forme de poudre vendue sous la marque commerciale Meliorum Technologies, diamètre moyen de particules=10 nm) dans 50 g. d'eau déminéralisée. On a ajusté le pH de la suspension d'oxyde d'aluminium à 4par ajout d'une solution de HNO3 (1 M). Ensuite on a ajouté goutte à goutte un mélange de 30,3 g. de GPTMS et de 4 g. de DMDES à la suspension. Puis on a laissé le tout est laissé sous agitation à température ambiante pendant 24 heures. Exemple 4 : Préparation d'une solution pour l'élaboration de nanoparticules à partir de ZrO2/GPTMS/DMDES (NBB4) On a dispersé 30 g. de suspension commerciale de nanoparticules d'oxyde de zirconium (suspension colloïdale à 10 % en poids dans l'eau, vendue sous la marque commerciale Pinnacle Zirconium Dioxyde par la société Applied Nanoworks, diamètre moyen de particules=3-5 nm) dans 20 g. d'eau déminéralisée. On a ensuite ajouté goutte à goutte un mélange de 30,3 g. de GPTMS et de 4 g. de DMDES à la suspension. Puis on a laissé le tout est laissé sous agitation à température ambiante pendant 24 heures. Exemple 5 : Préparation d'une solution pour l'élaboration de nanoparticules à partir de SiO2/GPTMS/DMDES + CeO2-NH2 (NBB5). On a ajouté 1,65 g. d'acide 6-aminocaprique à 9,65 ml d'une solution de nanoparticules d'oxyde de cérium commercialisées par Rhodia (sous la marque commerciale Rhodigard W200, pH=8,5) (rapport molaire carboxylate/Ce=1). 4 heures après, on a ajouté 8 ml de cette suspension à la solution des NBB1 de l'exemple 1. Exemple 6 : Préparation d'une solution pour l'élaboration de nanoparticules à partir de SiO2-NH2/GPTMS/DMDES + CeO2-NH2 (NBB6). On a opéré de la même manière que dans l'exemple 5 en remplaçant la solution des NBB1 par la solution des NBB2 de l'exemple 2. Exemple 7 : Préparation d'une solution pour l'élaboration de nanoparticules à partir de Al2O3/GPTMS/DMDES + CeO2-NH2 (NBB7). On a opéré de la même manière que dans l'exemple 5 en remplaçant la solution des NBB1 par la solution des NBB3 de l'exemple 3. Exemple 8 : Préparation d'une solution pour l'élaboration de nanoparticules à partir de ZrO2/GPTMS/DMDES + CeO2-NH2 (NBB8). On a opéré de la même manière que dans l'exemple 5 en remplaçant la solution des NBB1 par la solution des NBB4 de l'exemple 4. Exemple 9 : Préparation d'une solution pour l'élaboration de nanoparticules à partir de SiO2/GPTMS/DMDES + CeO2-NH2 + ZrO2 On a agité un mélange tétrapropoxyzirconium (TPOZ)/CH3COOH/H2O (9.75g/5g/3.75g) 30 minutes avant d'être ajouté à la solution obtenue à l'exemple 5. Exemple 10 : Préparation d'une solution pour l'élaboration de nanoparticules à partir de SiO2/GPTMS/DMDES + CeO2-NH2 + ZrO2 + DETA + colorant. On a ajouté goutte à goutte 6,63 g. d'une solution d'agent de réticulation, la (3-triméthoxysilylpropyl)diéthylènetriamine (DETA) de formule (OMe)3Si(CH2)3NH(CH2)2NH(CH2)2NH2, puis on a laissé la solution opaque reposer pendant 1 nuit à température ambiante sous agitation vive et régulière pour devenir de nouveau limpide. Enfin juste avant le dépôt, on a ajouté 50 mg à la solution d'un colorant, la rhodamine B, en quantité telle que sa concentration dans la solution finale soit d'environ 10-3M. On a préparé un substrat en alliage Al 2024 T3 non plaqué de dimensions 125 mm x 80 mm x 1,6 mm, pour une surface totale de 1 dm' juste avant le dépôt, selon une méthodologie connue de l'homme de métier comme le dégraissage alcalin suivi d'un décapage chimique acide. On a déposé le film sur le substrat par immersion (dip-coating) pendant 2 minutes et avec une vitesse de retrait 0,68 cm.s-1, puis on l'a fait sécher en étuve 1h à 110 C. Exemple 11 : Préparation d'une solution en vue de l'élaboration d'une matrice TMOS/GPTMS/DMDES + ZrO2 + DETA + colorant. A 65 ml d'une solution aqueuse d'acide acétique 0,05 M, on a ajouté goutte à goutte, sous agitation, à température ambiante, le mélange de 9,3 g. de tétraméthoxysilane (TMOS), 37,4 g. de 3- glycidoxypropyltriméthoxysilane (GPTMS) et 4,9 g. de diméthyldiéthoxysilane (DMDES). On a conservé cette solution sous agitation à température ambiante pendant un jour. On a ajouté ensuite un mélange constitué d'une solution de tétrapropoxyzirconium (TPOZ) à 70% dans le propanol/CH30OOH/H2O en un rapport pondéral de 11,7g/6g/4,5g, préalablement agité pendant 30 minutes. On a agité la solution finale à température ambiante pendant 30 minutes, puis on a ajouté 7,96 g. de (3-triméthoxysilylpropyl)diéthylènetriamine goutte à goutte comme agent réticulant. On a laissé le tout pendant 15 heures à température ambiante sous agitation vive et régulière. On a ensuite ajouté 60 mg de rhodamine B en quantité telle que sa concentration dans la solution finale soit d'environ 10-3M. On a préparé un substrat juste avant le dépôt de la même manière que dans l'exemple 10. On a déposé un film sur le substrat par immersion (dip-coating) pendant 2 minutes et avec une vitesse de retrait 0,68 cm.s-1, puis on 5 l'a fait sécher en étuve 1 h. à 110 c. REVENDICATIONS 1. Matériau nanostructuré comprenant au moins un nanobloc élémentaire à base de silice, d'alumine, de zircone, d'oxyde de titane ou de cérium (IV), fonctionnalisé avec au moins deux agents de fonctionnalisation de formule (1), (2) ou (3) : Z4_XSi((R')p-F)X (1) Z4-X-v(F'-(R')p)vSi((R')p-F)X. (2) Zn-ma-mb(F'-L)maM(L-F)mb (3) dans lesquelles : chaque Z représente, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'halogène ou un groupement ùOR ; R représente un groupe alkyle de préférence en C1.4 ; x et y sont des nombres entiers allant de 1 à 3 à condition que 4-x1 pour la formule (1) et 4-x-y>_0 pour la formule (2) ; chaque R' représente, indépendamment l'un de l'autre, un groupe espaceur organique choisi parmi les groupes alkylène de préférence en C1.4, alcénylène notamment en C2_4, et arylène en C6-10 ; p est égal à 0 ou 1 ; chaque F est choisi parmi les groupes alkyle notamment en C1.4, les groupes alcényle en particulier en C2_4, les groupes alcynyle en particulier en C2_4, les groupes aryle en particulier en C6_io, les groupes méthacryle ou méthacryloxy(alkyle en C1_10), les groupes époxyalkyle ou époxyalcoxyalkyle dans lesquels le groupe alkyle est linéaire, ramifié ou cyclique, en C1_10, et le groupe alcoxy comporte de 1 à 10 atomes de carbone, les groupes halogénoalkyle en C2_10, les groupes perhalogénoalkyle en C2_10, les groupes mercaptoalkyle en C2_10, les groupes aminoalkyle en C2_10, les groupes amino(alkyle en C2_10)amino(alkyle en C2_10), les groupes di(alkylène en C2_10)triamino(alkyle en C2_10) et les groupes imidazolyl(alkyle en C2-1o)chaque F' et L sont chacun un ligand complexant monodentate ou polydentate, de préférence polydentate ; M représente A1(III), Ce(III), Ce(IV), Zr(IV), Ti(IV), Sn(IV), Nb(V), V(V), Ta(V), Hf(V), ou une terre rare telle que Y(III), La(III) et Eu(III), le chiffre entre parenthèse étant la valence de l'atome M ; n représente l'état de coordination de l'atome M ; m représente le nombre de liaisons de coordination entre le chélatant L et le métal M ; a et b sont des nombres entiers tels que ma+mb 2. Matériau nanostructuré selon la revendication 1, caractérisé en ce que M représente A1(III), Ce(III), Ce(IV), Zr(IV) ou Ti(IV). 3. Matériau nanostructuré selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que : R représente un groupe méthyle ou éthyle ; R' représente un groupe espaceur organique choisi parmi les groupes méthylène, éthylène, propylène, butylène, vinylène, 1-propénylène, buténylène, phénylène et naphtylène ; F représente un groupe non hydrolysable choisi parmi les groupes méthyle, éthyle, propyle, butyle, vinyle, 1-propényle, 2-propényle, butényle, acétylényle, propargyle, phényle, naphthyle, méthacryle, méthacryloxypropyle, glycidyle, glycidyloxy(alkyle en C1_10), chloropropyle, perfluoropropyle, mercaptopropyle, 3-aminopropyle, 3-[(2-amino éthyl)amino]propyle et 3-[diéthylènetriamino]propyle ; et F' et L sont choisis parmi les acides carboxyliques, les 13-dicétones, les 13-cétoesters, les a et (3-hydroxyacides, les acides aminés, une polyamine, l'acide phosphonique et les phosphonates. 4. Matériau nanostructuré selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nanobloc est sous forme de cluster ou de nanoparticules. 5. Matériau nanostructuré selon la revendication 4, caractérisé en ce que les nanoparticules présentent une taille allant de 2 à 100 nm. 6. Matériau nanostructuré selon la revendication 5, caractérisé en ce que les nanoparticules présentent une taille allant de 2 à 50 nm. 7. Matériau nanostructuré selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les nanoblocs élémentaires sont synthétisés à partir de sels métalliques, par précipitation. 8. Matériau nanostructuré selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les nanoblocs élémentaires sont obtenus à partir d'au moins un alcoxyde ou halogénure de silicium, d'aluminium, de zirconium, de titane ou de cérium (IV), via un processus hydrolytique ou non hydrolytique. 9. Matériau nanostructuré selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit alcoxyde ou halogénure utilisé dans un processus hydrolytique répond à l'une des formules suivantes M1(Z1)n1 (4), (RI xIMI(Zl)nl -x1 (5) (L1ml)x1M1(Z1)nl-mlxl (6), ou (R1O)3Si-R2-Si(OR1)3 (7), formules (4), (5), (6) et (7) dans lesquelles : M1 représente A1(III), Ce(IV), Si(IV), Zr(IV) ou Ti(IV), le chiffre entre parenthèse étant la valence de l'atome M1 ; n1 représente la valence de l'atome M1 ; x1 est un nombre entier allant de 1 à n1-1 ; Z1 représente un atome d'halogène ou ûOR1 ; R1 représente un groupe alkyle, de préférence comprenant 1 à 4 atomes de carbone ; R1' représente un groupe non hydrolysable choisi parmi les groupes alkyle, notamment en C1.4, les groupes alcényle en particulier en C2_4, les groupes alcynyle en particulier en C2_4, les groupes aryle en particulier en C6_10, les groupes méthacryle et méthacryloxy(alkyle en C1_10), et les groupes époxyalkyle ou époxyalcoxyalkyle dans lesquels le groupe alkyle est linéaire, ramifié ou cyclique, en C1_10, et le groupe alcoxy comporte de 1 à 10 atomes de carbone ; L1 est un ligand complexant monodentate ou polydentate, de préférence polydentate ; m1 représente l'indice d'hydroxylation du ligand L1 ; etR2 représente un groupement non hydrolysable divalent choisi parmi les groupes alkylène de préférence en C1.4, les groupes alcénylène en particulier en C2_4, les groupes alcynylène en particulier en C2_4 les groupes arylène en particulier en C6_io, les groupes méthacryle et méthacryloxy(alkyle en C1_10), et les groupes époxyalkyle ou époxyalcoxyalkyle dans lesquels le groupe alkyle est linéaire, ramifié ou cyclique, en C1_10, et le groupe alcoxy comporte de 1 à 10 atomes de carbone. 10. Matériau nanostructuré selon la revendication 9, caractérisé en ce que R1 représente un groupe méthyle ou éthyle ; Ri' représente un groupe non hydrolysable choisi parmi les groupes méthyle, éthyle, propyle, butyle, vinyle, 1-propényle, 2-propényle, butényle, acétylényle, propargyle, phényle, naphthyle, méthacryle, méthacryloxypropyle, glycidyle et glycidyloxy(alkyle en C1_10) ; et L1 est un ligand complexant choisi parmi les acides carboxyliques, les 13-dicétones, les 13-cétoesters, les a et (3-hydroxyacides, les acides aminés l'acide phosphonique et les phosphonates. 11. Matériau nanostructuré selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une matrice polymère ou hybride organique/inorganique. 12. Matériau nanostructuré selon la revendication 11, caractérisé en ce que la matrice est une matrice hybride organique/inorganique obtenue par polycondensation d'au moins un alcoxyde métallique ou halogénure métallique en présence d'un solvant, et éventuellement d'un catalyseur. 13. Matériau nanostructuré selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'alcoxyde métallique ou halogénure métallique a pour formule générale : (8) M' Z' n' R"X'M' Z'n^_X^ (9) L'm'X'M' Z'm'X' (10) (11) dans lesquelles :30n'représente la valence de l'atome métallique M', de préférence 3,4ou5; x' est un nombre entier allant de 1 à n'-1 ; M' représente un atome métallique de valence III tel que Al, de valence IV tel que Si, Ce, Zr et Ti, ou de valence V tel que Nb ; Z' représente un groupe hydrolysable choisi parmi les atomes d'halogène, les groupes alcoxy de préférence en C1.4, les groupes aryloxy en particulier en C6_10, les groupes acyloxy en particulier en C1.4, et les groupes alkylcarbonyle en C1_10 ; R" représente un groupement non hydrolysable monovalent choisi parmi les groupes alkyle de préférence en C1.4, les groupes alcényle en particulier en C2_4, les groupes alcynyle en particulier en C2_4, les groupes aryle en particulier en C6_10, les groupes (méth)acryle, méthacryloxy(alkyle en C1_10), et les groupes époxyalkyle ou époxyalcoxyalkyle dans lesquels le groupe alkyle est linéaire, ramifié ou cyclique, en C1_10, et le groupe alcoxy comporte de 1 à 10 atomes de carbone ; R"' représente un groupement non hydrolysable divalent choisi parmi les groupes alkylène de préférence en C1.4, les groupes 20 alcénylène en particulier en C2_4, les groupes alcynylène en particulier en C2_4 les groupes arylène en particulier en C6_10, les groupes méthacryle et méthacryloxy(alkyle en C1_10), et les groupes époxyalkyle ou époxyalcoxyalkyle dans lesquels le groupe alkyle est linéaire, ramifié ou cyclique, en C1_10, et le groupe alcoxy comporte de 25 1 à 10 atomes de carbone ; et L' représente un ligand complexant de préférence polydentate , m' représente l'indice d'hydroxylation du ligand L'. 14. Matériau nanostructuré selon la revendication 13, caractérisé en ce que 30 n' est égal à 4 ; x' est un nombre entier allant de 1 à 3 ; M' représente un atome de silicium, de cérium ou de zirconium ;Z' représente un groupe hydrolysable choisi parmi Cl et Br, les groupes méthoxy, éthoxy, n-propoxy, i-propoxy, butoxy, phénoxy, acétoxy, propionyloxy et acétyle ; R" représente un groupement non hydrolysable monovalent choisi parmi les groupes méthyle, éthyle, propyle, butyle, vinyle, 1-propényle, 2-propényle, butényle, acétylényle, propargyle, phényle, naphthyle, méthacryle, méthacryloxypropyle, glycidyle et glycidyloxy(alkyle en C1_10) ; R"' représente un groupement non hydrolysable divalent choisi parmi les groupes méthylène, éthylène, propylène, butylène, vinylène, 1-propényléne, 2-propénylène, buténylène, acétylénylène, propargylène, phénylène, naphthylène, méthacryle, méthacryloxypropyle, glycidyle et glycidyloxy(alkyle en C1_10) ; et L' représente un acide carboxylique, une (3-dicétone, un R- cétoester, un a ou (3-hydroxyacide, un acide aminé, l'acide phosphonique ou un phosphonate. 15. Matériau nanostructuré selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le solvant est constitué majoritairement d'eau. 16. Matériau nanostructuré selon la revendication 15, caractérisé en ce que le solvant comprend 80 à 100 % en poids d'eau par rapport au poids total du solvant, et éventuellement un alcool en C1.4. 17. Matériau nanostructuré selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que le catalyseur est un acide, de préférence l'acide acétique, ou du CO2. 18. Matériau nanostructuré selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre au moins un nanobloc élémentaire fonctionnalisé différent de celui défini à la revendicatio 1, ou non fonctionnalisé. 19. Procédé de préparation d'un matériau nanostructuré selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant les étapes consistant à :(a) préparer les nanoblocs élémentaires par un processus hydrolytique ou non-hydrolytique à partir d'au moins un alcoxyde métallique ou halogénure métallique tel que défini dans les revendications 9 et 10, et (b) fonctionnaliser les nanoblocs élémentaires au moyen d'un agent de fonctionnalisation, tel que défini dans la revendication 1. 20. Procédé de préparation d'un matériau nanostructuré selon l'une quelconque des revendications 11 à 17, comprenant d'une part, le procédé selon la revendication 19, et d'autre part, les étapes consistant à : (c) préparer la matrice hybride organique/inorganique par voie sol-gel, à partir d'au moins un alcoxyde métallique tel que défini dans la revendication 13 ou 14, la préparation par voie sol-gel se faisant en présence d'un solvant, et éventuellement d'un catalyseur, puis à (d) mélanger les nanoblocs élémentaires fonctionnalisés obtenus à l'étape b) et la matrice obtenue à l'étape c). 21. Procédé de préparation selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce qu'au moins un additif est ajouté lors de l'étape a) ou lors de l'étape d) ou lors des deux étapes a) et d). 22. Procédé de préparation selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'un additif est ajouté lors de l'étape a) et que le matériau final de l'étape d) est de type noyau/enveloppe, le noyau étant constitué par l'additif et l'enveloppe étant constituée par un nanobloc élémentaire. 23. Procédé de préparation selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce que l'additif est choisi parmi des agents tensioactifs pour améliorer la mouillabilité du sol sur le substrat métallique, des colorants, des agents de réticulation, des agents de couplage, des inhibiteurs de corrosion et leurs mélanges. 24. Utilisation du matériau nanostructuré selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, dans l'aéronautique et l'aérospatiale, comme revêtement protecteur de surfaces métalliques. 25. Article caractérisé en ce qu'il comprend un substrat métallique et au moins un revêtement constitué d'au moins un matériau nanostructuré selon l'une quelconque des revendications 1 à 18. 26. Article selon la revendication 25, caractérisé en ce que le substrat métallique est en titane, en aluminium ou en un de leurs alliages. 27. Procédé de préparation d'un article selon la revendication 25 ou 26, caractérisé en qu'il comprend une étape de trempage dans un bain, de dépôt sur substrat en rotation, d'aspersion, d'enduction laminaire ou de dépôt au pinceau d'au moins un matériau nanostructuré selon l'une quelconque des revendications 1 à 18.