Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet GREENANONANO né d’un partenariat entre le Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST), Goodyear et l’Université de Lorraine dans le but de relever un défi technologique concernant l’augmentation des performances des propriétés viscoélastiques de la gomme utilisée dans les pneumatiques. Cette gomme est un composite constitué d’un élastomère (caoutchouc naturel) renforcé par la silice et le noir de carbone. La dispersion de ces charges n’est pas optimale et tend à dégrader les propriétés mécaniques et électrostatiques et donc les performances des pneus. Faces à ces limitations industrielles, l’utilisation d’autres types de renforts tels que les nanotubes de carbone devient une alternative crédible. Etant donné que les nanotubes de carbone (NTCs) ont tendance à s’organiser en fagots, le problème de la dispersion reste à résoudre. Nous proposons dans cette thèse la mise en place d’un matériau biphasé constitué de silice mésoporeuse naturelle, appelée diatomite, sur laquelle ont été synthétisés des NTCs. La grande surface spécifique de la diatomite offre la possibilité d’y faire croître une grande densité de NTCs et d’accroître significativement la surface de contact avec la matrice polymère. Cette thèse multidisciplinaire a débuté par la synthèse de nanoparticules métalliques par ALD pour la croissance de NTCs, suivie d’un développement du procédé de croissance de NTCs sur la diatomite. L’intégration réussie des charges biphasées obtenues au sein de matrices polymériques (élastomère, thermoplastique) a permis de mesurer les propriétés mécaniques, thermiques et électriques des nanocomposites ainsi fabriqués