Matériaux pour les Énergies Bas Carbone (MatEBaC)

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Le projet professionnalisant assure la jonction entre les travaux pratiques classiques et le stage en laboratoire ou en entreprise. Il est réalisé sous la forme d’un projet tuteuré consistant en une mise en situation professionnelle de l’étudiant à travers un travail collaboratif (de groupe) basé sur la réalisation d’un projet en réponse à une problématique fixée par une entreprise, collectivité, association ou un universitaire. Il fait partie du tronc commun du Master Chimie et s’effectue sous la responsabilité d’un membre de l’équipe pédagogique tuteur (universitaire ou industriel). Mené tout au long du semestre, ce projet vise à mettre en relation et ancrer les connaissances/savoir-faire acquis dans le cadre de la formation universitaire de Licence et de début de Master à travers cette mise en situation professionnelle. Ces mises en situation seront en lien direct avec le parcours de Master choisi par les étudiants. En plus des compétences disciplinaires de la chimie, d’autres compétences relationnelles, organisationnelles et en communication, intrinsèquement liées à la conduite de projets, seront également acquises et armeront les étudiants pour leur future vie professionnelle.

Répondre à une problématique de recherche : exemple de synthèse de nouveau matériaux phosphorescents.

Volumes horaires* :

CM : 5h

TD : 5h

TP : 40h

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Le programme de cette UE est centré sur la description des principes et des applications des principales méthodes pour la caractérisation structurale de solides, films minces, surfaces et interfaces, ainsi que plusieurs exemples d’applications en chimie des matériaux. Il comprend les techniques suivantes.

• Introduction en RMN solide (Signal RMN, Interactions en RMN solide, Rotation à l’angle magique, Séquences RMN, Polarisation croisée, Instrumentation, etc.)
• Microscopie électronique : principe et application des microscopies électroniques à balayage et en transmission et des techniques corrélées (microanalyse EDS).
• Méthodes spectroscopiques : spectroscopie Raman, spectroscopie de photoélectrons, spectroscopies des rayons X (XAS, XRF, etc.), spectrométrie Mössbauer.

Volumes horaires* :

            CM : 10 h

            TD : 10 h

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Les polymères sont partout autour de nous : on les mange, on s’habille avec, on construit des édifices extrêmement complexes à partir de polymères. Des technologies matures aux matériaux les plus innovants, les polymères constituent une brique de construction cruciale pour construire le monde de demain. Dans ce cours, nous aborderons plusieurs aspects comme la synthèse contrôlée des polymères et des matériaux réticulés, la modification de surface par les polymères, quelques outils de caractérisation adaptés aux polymères et enfin une dernière partie développant les dernières avancées impliquant les polymères.

Volumes horaires* :

            CM : 13h

            TD : 7h

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- Rappel de thermodynamique des systèmes monocomposants.

- Notions de base de thermodynamique des systèmes multicomposants. Potentiel chimique, relation de Gibbs-Duhem, variance.

- Notions sur les techniques d’analyses thermiques qui permettent la construction des diagrammes binaires/ternaires: ATG, ATD et DSC

- Construction et interprétation des diagrammes de phases binaires à partir de grandeurs thermodynamiques. Diagrammes d’enthalpie libre de Gibbs, pression et température en fonction de la composition du mélange binaire. Mélanges liquide-liquide, liquide-vapeur, solide-liquide.

- Transformation de phases : transitions de premier et deuxième ordre, points critiques. Exemples.

- L’état supercritique : définition, propriétés thermodynamiques, applications industrielles les plus étendues.

- Construction et interprétation des diagrammes de phases ternaires : variance, définitions eutectique ternaire, péritectique premier et second ordre, coupe isotherme, étude du refroidissement des alliages.

Volumes horaires* :

CM :13

TD :7

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Le module HAC720C traite, en 5 grandes parties, des « matériaux inorganiques avancés ». La 1^ère partie est dédiée aux généralités sur les matériaux inorganiques et aborde les relations structure-propriétés ; une attention particulière est apportée à la liaison chimique, le cristal réel, et le solide polycristallin ; les différentes classes de matériaux inorganiques sont décrites. La 2^nde partie porte sur les matériaux céramiques (définitions et propriétés) et leurs synthèses (matières premières dont argiles, mise en forme, séchage et déliantage, frittage) ; une distinction est faite entre les céramiques traditionnelles et les céramiques techniques (voies de synthèse des céramiques oxydes et non oxydes). La 3^ème partie concerne les verres (classification et voies de synthèse) et les vitrocéramiques (dévitrification et chimie douce) ; leurs propriétés et leurs applications sont également traitées. La 4^ème partie est dédiée aux métaux : propriétés des métaux et des alliages métalliques ; nanoparticules métalliques ; et, matériaux catalytiques. La 5^ème partie est consacrée aux matériaux inorganiques développés pour l’énergie ; céramiques (oxydes et non oxydes ; nanostructurés) et hydrures métalliques sont décrits (propriétés et synthèses) au travers de plusieurs exemples et dans le contexte de leurs applications (accumulateurs, stockage de l’hydrogène et captage du dioxyde de carbone).

Volumes horaires* :

CM : 13h

TD : 7h

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Cette unité d’enseignement aborde les différents éléments de base permettant de comprendre les phénomènes de radioactivité naturels ou artificiels. Il s’agit de mettre en place tous les concepts liés aux phénomènes de filiation, aux familles naturelles radioactives et aux conséquences environnementales associées, aux méthodes de datation, aux méthodes de production des radionucléides et à leur utilisation dans différents domaines ainsi qu’aux apports anthropiques. Différents exemples relevant, par exemple, de l’industrie, de l’énergie nucléaire, de la radiochimie, de la géochimie et de la médecine nucléaire viendront étayer les concepts de base abordés.

Volumes horaires* :

CM : 12h

TD : 8h

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Cette unité d’enseignement aborde les différents aspects du cycle du cycle du combustible actuel et des cycles nucléaires futurs. Seront successivement abordées les notions relevant de l’amont du cycle (ressources minérales, extraction et purification de l’uranium, enrichissement isotopique), du passage des combustibles au sein des réacteurs nucléaires puis de l’aval du cycle (retraitement des combustibles usés, recyclage des matières valorisables et refabrication de combustibles, gestion des déchets nucléaires ultimes). Suivront alors plusieurs aspects relevant des cycles des combustibles nucléaires du futur, notamment l’utilisation de ressources non conventionnelles, les concepts de séparation poussée et le développement des réacteurs de quatrième génération.

Volumes horaires* :

            CM : 15h

            TD : 5h

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