S5-MAT

MQS-S5 Mécanique quantique - Physique statistique
(MQS-S5 Quantum Mechanics - Statistical Physics)

Objectif

Acquérir une meilleure compréhension de certaines propriétés quantiques de la matière. Etre capable de résoudre l'équation de Schrödinger pour interpréter quelques faits expérimentaux. Acquérir des notions de base sur les statistiques, du cas discret au cas continu.

Compétences

  • Connaissances de bases pour la physique et la chimie des matériaux enseignées aux semestres 7 et 8 : SCM-S8 (Semi-conducteurs & Changements de phases), MC1-S7 et MC2-S8 (Matière condensée) , magnétisme, ...
  • - plus largement, les probabilités sont utiles à l'ingénieur dans tout processus de type qualité, gestion statistique des procédés
  • - Maîtriser des calculs simples: valeur moyenne, écart-type, différentes lois de probabilité, etc (dans les cas discrets ou continus)

Bibliographie

  • - Introduction à la Mécanique Quantique, J. Hladik et M. Chrysos (Dunod)
  • - Mécanique Quantique, J.L. Basdevant et J. Dalibard (Ecole polytechnique)
  • - Mécanique Quantique. Atomes et molécules. Applications technologiques, J. Hladik, M. Chrysos et P.E. Hladik (Dunod).
  • - Berkeley, Cours de Physique, Tome 5, Physique statistique.

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

Acquire a better understanding of different quantum properties of solid state matter. Be able to solve the Schrödinger equation to interpret some experimental facts. Acquire basics in statistical physics, from the discreet case to the continuous case.

Learning Outcome

  • Foundation knowledge for the physics and the chemistry of materials taught in semesters 7 and 8: semiconductors, condensed matter, magnetism...
  • More widely, probability theory is useful for the engineer in any statistical management of processes
  • Master simple calculations: average value, standard deviation, various laws of probability, etc. (in the discreet or continuous cases)


PT-S5 TP Physique-thermodynamique
(PT-S5 Physics and Thermodynamics Laboratory Classes)

Objectif

Donner les bases de la thermodynamique classique appliquée aux matériaux à des étudiants venant de différentes formations. Acquérir par l'observation et la mesure expérimentale des notions de base: (1) dans le domaine des ondes et de leur propagation; (2)en thermodynamique (mesure de chaleur latente de transformation, rayonnement thermique, phénomènes thermoélectriques)

Compétences

  • Notions des phénomènes vibratoires (couplage de résonateurs, résonance,...) et ondulatoires (propagation des ondes sonores, ondes stationnaires, notion de milieu dispersif,...).
  • Notions de rayonnement thermique et de transfert de chaleur.
  • Savoir utiliser le 1er et le 2nd principe de la thermodynamique; maîtriser la notion de fonctions d'états.

Bibliographie

  • Thermodynamique, fondements et applications, J.Ph. Pérez et A.M. Romulus, Ed. MASSON.
  • Thermodynamique, B. Diu, C. Guthmann, D. Lederer, B. Roulet, Ed. HERMANN

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]


Objective

Give to students from different academic backgrounds the basics of classical thermodynamics applied to the materials. Acquire the basic concepts of waves and their propagation through observation and experimental measurement.

Learning Outcome

  • Concepts of vibratory phenomena (coupling resonators, resonance, ...) and wave physics (sound waves, standing waves, concept of dispersive medium, ...).
  • Notions of thermal radiation and heat transfer.
  • Know how to use the 1st and the 2nd principles of thermodynamics; master the notion of state functions.


RMSN-S5 Résistance des matériaux
(RMSN-S5 Resistance of Materials)

Objectif

La résistance des matériaux est un outil de dimensionnement mécanique utilisé depuis les premières installations de structures industrielles. Sa simplicité d’utilisation, couplée au bon usage des lois de comportement des matériaux, en fait un outil performant pour le pré-dimensionnement des structures modernes. La simulation numérique prenant une part de plus en plus importante dans les applications, il est nécessaire pour un étudiant obtenant un diplôme d’ingénieur mention matériaux d'avoir une connaissance des principales méthodes de calcul numérique. L'utilisation d'un logiciel de calcul numérique permet, avec un temps minimum d'apprentissage, d'utiliser des méthodes numériques autorisant des résolutions de problème 3D.

Compétences

  • Modélisation d'un problème réel en problème 1D Dimensionnement de poutres droites en élastoplasticité
  • Notions de comportement mécanique et modèles associés
  • Relation structure/propriétés mécaniques des matériaux
  • Savoir utiliser un logiciel permettant une résolution numérique de problèmes 1D et 3D

Bibliographie

  • Résistance des matériaux Pierre Agati, Frédéric Lerouge, Marc Rosette-2008

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

Resistance of materials is a mechanical tool used to design structures. Its simplicity of use allows to solve pre-sizing of modern structures when using appropriate constitutive models. Numerical simulation is more and more used in industry thats is why numerical methods are taught and students are expected to use commercial software.

Learning Outcome

  • Know how to model a real problem into a 1D calculation
  • Knowledge of sizing of straight beams using elastoplasticity
  • Knowledge of concepts of constitutive models and mechanical behavior
  • Structure/mechanical properties relationships
  • Know how to use a software tool allowing to solve 1D to 3D mechanical problems


MV-S5 Mathématiques et vibrations dans la matière
(MV-S5 Mathematics and Vibrations in Materials)

Objectif

L'objectif du cours "Vibrations dans la matière" est de présenter l’origine et les propriétés des vibrations thermiques harmoniques de systèmes matériels, et de former aux outils permettant de déterminer les modes de vibration de molécules simples (fréquence, forme, symétrie). Ces propriétés sont ensuite illustrées par une introduction aux spectroscopies vibrationnelles infra-rouge et Raman, et l’extension à des systèmes modèles de grande taille (polymères linéaires, cristaux…) posent les bases des modèles continus d’ondes stationnaires et de leurs propriétés génériques (dispersion). L'objectif du cours de mathématiques est d'introduire dans un même enseignement tous les outils mathématiques utiles à l'Ingénieur Matériaux et utilisés dans les différents modules de physique et de chimie.

Compétences

  • Connaissance de l'approximation harmonique
  • Connaissance de la notion de mode de vibration
  • Connaissance élémentaire des spectroscopies vibrationnelles
  • Savoir-faire : détermination des modes d'une molécule simple
  • Savoir-faire : description des modes d'une chaîne d'oscillateurs couplé

Bibliographie

  • Berkeley, cours de physique, vol. 3, Ondes
  • Mathématiques d'usage courant pour scientifiques et ingénieurs, Elie Belorizky, Nathan

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

  • Mathematics: the aim is to introduce in a single course all the mathematical tools useful to an engineer in materials science, and to provide a foundation for the other physics and chemistry lectures.
  • Vibrations in Materials: the aim is to present the origin and properties of harmonic thermal vibrations in materials, and to train the students on the tools needed for the determination of the vibrational modes of simple molecules (frequency, geometry, symmetry). In order to present the basic models of stationary waves and their properties (dispersion), these properties are illustrated by an introduction to Raman and infra-red vibrational spectroscopy, and extended to large systems.

Learning Outcome

  • Knowledge on harmonic approximation
  • Knowledge on vibrational modes
  • Knowledge on vibrational spectroscopies
  • Know-how: determination of the vibrational modes of simple molecules
  • Know-how: description of the modes of a chain of coupled oscillator


CRI-S5 Cristallographie et Symétrie
(CRI-S5 Cristallography )

Objectif

  • Acquérir les notions de base de symétrie ponctuelle (moléculaire) et de leur utilisation en science des matériaux.
  • Acquérir les notions de base de cristallographie géométrique et de la construction des Tables Internationales de Cristallographie et de leur utilisation

Compétences

  • A l'issue de ce module l'élève ingénieur maîtrisera les principes de la cristallographie, en particulier il connaîtra les notions de réseaux directs et réciproques, les différents éléments de symétrie d'orientation et de position, les systèmes cristallins, classes et groupes de symétrie et aura été initié aux tables internationales de cristallographie.
  • L'élève ingénieur aura acquis au bilan une vision générale des structures des matériaux cristallisés et de l'organisation des matériaux en groupes de symétrie. Il comprendra les relations de symétrie qui lient les atomes entre eux dans une structure.

Bibliographie

  • « Symétrie et structure : théorie des groupes en chimie » S. Kettle, ed. Masson
  • « Introduction à la cristallographie et à la chimie structurale » M. Van Meerssche et J. Feneau-Dupont, ed. Peeters ; « Cristallographie » D. Schwarzenbach, ed. Presses polytechniques et universitaires romandes
  • « Cristallographie géométrique et radiocristallographie », J.J. Rousseau, ed. Masson

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

  • To acquire the basics of (molecular) point group symmetry and its use in materials sciences.
  • To learn the basic concepts of geometrical crystallography and of the building and use of the International Tables of Crystallography.

Learning Outcome

  • At the end of this course the engineering students will know the principles of crystallography, especially the concepts of direct and reciprocal spaces, the different symmetry elements (position and orientation), the crystal systems, the symmetry classes and groups and will be introduced to the international tables of crystallography.
  • The engineering student will acquire a general overview of the structures of crystalline materials and the organization of materials in symmetry groups. The engineering students will understand the symmetry relationships that bind atoms together in the structure of materials.


CM-S5 TP Chimie minérale
(CM-S5 Solid State Chemistry - Laboratory Classes)

Objectif

  • Permettre à l'étudiant d'expérimenter les différentes méthodes de synthèses, d'analyses chimiques et de caractérisations structurales et physiques couramment utilisées en chimie des matériaux. Les TP s'articulent autour des aspects suivants:
  • - la synthèse de matériaux solides (poudres cristallisées, céramiques, verres) selon les méthodes classiques utilisées en chimie du solide.
  • - l'analyse chimique par différentes méthodes de dosage quantitatif des matériaux synthétisés.
  • - la caractérisation de leurs propriétés structurales (diffraction par les rayons X) et physiques (magnétisme, conductivité ) ainsi qu'une étude spectroscopique de complexes de métaux de transition.

Compétences

  • Connaître et savoir expérimenter différentes méthodes de synthèse des matériaux.
  • Savoir choisir la méthode de synthèse la plus appropriée en fonction des propriétés souhaitées.
  • Caractériser les matériaux : propriétés chimiques, structurales et physiques

Bibliographie

Anthony R. WEST, Solid State Chemistry and its applications, Wiley (2001)

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]


Objective

  • Allow the student to experiment various methods of synthesis, chemical analysis as well as structural and physical characterization commonly used in materials chemistry. Laboratories classes articulate around the following aspects:
  • - The synthesis of solid materials (crystallized ones, ceramic powders, glasses) according to different classic methods used in solid state chemistry.
  • - Their chemical analysis by various methods of quantitative dosage .
  • - The characterization of their structural properties (X-Ray diffraction) and physical properties (magnetism, conductivity) as well as a study by spectroscopy of different transition metal complexes.

Learning Outcome

  • Know and know how to experiment various methods of materials synthesis.
  • Know how to choose the best suited method of synthesis according to the desired properties.
  • Be able to characterize chemical, structural and physical properties of different solid state materials.


MNO-S5 Chimie organique
(MNO-S5 Organic Chemistry)

Objectif

Donner aux étudiants des notions de base indispensables à la compréhension de l'élaboration de polymères organiques : réactivité des molécules organiques, stéréochimie, méthodes spectrométriques et spectroscopiques d'analyse.

Compétences

  • D'un point de vue théorique, les étudiants maîtriseront les notions de base de la chimie organique qui interviennent dans la synthèse et l'étude de polymères.
  • D'un point de vue expérimental, les étudiants sauront mettre en oeuvre une synthèse d'après un mode opératoire, extraire, identifier et purifier les produits de la réaction.

Bibliographie

  • Cours de chimie organique de Paul Arnaud, éditions Dunod.
  • Chimie organique de Vollhardt, éditions universitaires.

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]


Objective

Give to the students the basic notions essential for the understanding of organic polymers synthesis such as: reactivity of organic molecules, stereochemistry, spectrometric and spectroscopic methods of analysis.

Learning Outcome

  • From a theoretical point of view, the students will master the basic notions of organic chemistry required for the synthesis and the study of organic polymers.
  • From an experimental point of view, the students will know how to carry out a synthesis according to a modus operandi, and how to extract, identify and purify the reaction products.


MN1-S5 Electronique
(MN1-S5 Electronics)

Objectif

Amener les étudiants à maîtriser les concepts de base pour la compréhension des circuits électroniques passifs et actifs appliqués aux domaines du traitement du signal, de l'amplification et de la détection.

Compétences

  • Utilisation des instruments de mesure de base : oscilloscope numérique, générateur de fonctions, multimètre, ...
  • Connaissance des composants électroniques et des fonctions de base de l'électronique analogique et logique.
  • La connaissance et manipulation des dispositifs de base de l'électronique intégrée (diode, transistors) facilitera la compréhension de la physique de ces mêmes dispositifs dans le module SCM-S8 (Semi-conducteurs & Changements de phase

Bibliographie

  • - Electronique Pratique, J. M Fouchet et A. Perez Mas.
  • - Circuits et composants électroniques, Jean Auvra

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]


Objective

Bring the students to master basic concepts for the understanding of passive and active electronic circuits applied to the domains of the signal processing, signal amplification and detection.

Learning Outcome

  • Use of basic measuring instruments: digital oscilloscope, function generator, multimeter,...
  • Knowledge of electronic components and basic functions for analog electronics and logic circuits.
  • Knowledge and practical use of basic electronics devices in integrated circuits (diode, transistors) in order to facilitate the understanding of the physics of these devices, laying the foundation for the module SCM-S8 (Semi-Conductors & Phase Transitions),


MN3-S5 Atomistique - Chimie minérale et symétrie
(MN3-S5 Refresher course - upgrading in Atoms, Solid State Chemistry and Symmetry )

Objectif

Ce module est divisé en 3 parties: atomistique, complexes (chimie minérale) et symétrie. Selon l'origine des étudiants, l'objectif de ce module est d'une part de compléter l'enseignement des L1 et L2 Physique-Chimie, d'autre part d'enseigner ces notions fondamentales aux étudiants issus de DUT.

Compétences

  • Interpréter les propriétés structurales, magnétiques, thermodynamiques et spectroscopiques de complexes inorganiques de métaux de transition
  • Maîtriser la notion d'orbitale atomique et celle d'effet d'écran, et savoir décrire la structure électronique d'un atome polyélectronique.
  • Connaître les éléments de symétrie, savoir trouver le groupe de symétrie ponctuelle d'une molécule, savoir utiliser les tables de caractère.

Bibliographie

  • James E. Huheey, Ellen A. Keiter, Richard L. Keiter, Chimie Inorganique, De Boeck Université (1996)
  • D. Mc Quarrie: "chimie physique - approche moléculaire", Dunod (2000)
  • Chabanel, Gressier: "cours et exercices - liaison chimique et spectroscopie" Ellipses (1991)
  • R. Lissillour: "Chimie théorique - applications à la spectroscopie cours et exercices corrigés", Dunod (2001)
  • « Symétrie et structure : théorie des groupes en chimie » Sidney Kettle ed. Masson
  • « La théorie des groupes en chimie » Bernard Vidal ed. Technedit
  • « Introduction à la cristallographie et à la chimie structurale » M. Van Meerssche, J. Feneau-Dupont ed. Peeters

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

This module is divided in three parts: atoms, inorganic metallic complexes and basics in symmetry. Depending on courses attended before ESIR, the objective is double: on the one hand complete the lectures given during years 1 and 2 of the Bachelor's degree, on the other hand teach these essential notions to the students coming from DUT (two-year technical degree).

Learning Outcome

  • Interpret the structural, magnetic, thermodynamic as well as spectroscopic properties of inorganic transition metal complexes.
  • Master the notion of atomic orbital and that of screen effect, and know how to describe the electronic structure of an atom.
  • Know the symmetry elements, know how to find the symmetry point group of a molecule, know how to use the point group symmetry character tables.


S6-MAT

PO-S6 Propagation des ondes
(PO-S6 Wave Propagation)

Objectif

Comprendre les aspects fondamentaux associés aux phénomènes ondulatoires propagatifs (aspects énergétiques, transmission, réflexion). Montrer comment ces propriétés fondamentales apparaissent et peuvent être contrôlées dans les domaines d'application de l'acoustique et des matériaux pour l'optique.

Compétences

  • Connaissances acquises : propriétés génériques de tout phénomène ondulatoire, illustrations dans différents domaines des sciences des matériaux.
  • Savoir-faire maîtrisés : description de phénomènes propagatifs sous forme d'ondes planes, interprétation de l'interaction onde/matière au travers de la loi de dispersion, analyse de coefficients de réflexion

Bibliographie

  • A. Chaigne, J. Kergomard, Acoustique des instruments de musique, Belin
  • Le livre des techniques du son, dir. D. Mercier, Eyrolles

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

Understand the fundamental aspects of propagation phenomena (energy, transmission, reflection). Show how these fundamental properties can be controlled in the application fields of acoustics and optics.

Learning Outcome

  • Knowledge: generic properties of waves, illustrations in several domains of materials science
  • Know-how: to describe propagative phenomenae as plane waves, to interpret wave/matter interactions through dispersion laws, to analyze reflection coefficients.


TFS-S6 Thermodynamique et physique statistique
(TFS-S6 Thermodynamics and Statistical Physics)

Objectif

L'objectif de ce cours est de donner les bases de la thermodynamique et de la Physique Statistique à des étudiants venant de différentes formations. Ces bases doivent leur servir de socle pour des études ultérieures sur les différentes propriétés des matériaux

Compétences

  • Savoir aborder un problème de thermodynamique: définition du système, des échanges avec l'extérieur, nature de la transformation, définir les états d'équilibre thermodynamique.
  • Origine microscopique de l'entropie
  • Conséquences du 2nd principe sur l'évolution d'un système thermodynamique.
  • Compréhension par une approche statistique à l'échelle microscopique des propriétés physiques macroscopiques d'un matériau.
  • Savoir choisir entre les approches classiques et quantiques pour décrire un problème physique ou interpréter des résultats expérimentaux

Bibliographie

  • "Thermodynamique", B. Diu, C. Guthmann, D. Lederer, B. Roulet, Ed. HERMANN.
  • " Physique statistique", B. Diu, C. Guthmann, D. Lederer, B. Roulet, Ed. HERMANN.
  • Physique statistique et Thermodynamique, C. Coulon et S. Moreau, Ed DUNOD

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

The objective of this course is to teach basics of thermodynamics and statistical physics to students coming from different academic backgrounds. These essential notions will be used during semesters 7 and 8 (phase transitions, solid state, magnetic properties, semi-conductors, ...)

Learning Outcome

  • Know how to solve a thermodynamics problem: definition of the system, the exchanges with the outside, the nature of the transformation, definition of the thermodynamics equilibrium states.
  • Microscopic origin of the entropy.
  • 2nd principle and evolution of a thermodynamic system.
  • Understanding of the macroscopic physical properties of a material by a statistical approach at the microscopic scale.
  • Know how to choose between the classic and quantum approaches to describe a physical problem or interpret experimental results.


PHY-S6 TP Physique
(PHY-S6 Physics Laboratory Classes)

Objectif

L'objectif de ce module est d'illustrer par l'expérience des notions abordées dans différents cours : MV-S5 (Mathematiques et vibrations dans la matière), MQS-S5 (Mécanique quantique - Physique statistique), CRI-S5 and CRI-S6 (Crystallographie), PO-S6 (Propoagation des ondes), etc ...

Compétences

  • Sens physique et appropriation des ordres de grandeur des mesures.
  • Caractérisation des principaux phénomènes physiques relatifs aux matériaux.
  • Travail personnalisé sur un sujet d'initiative personnelle avec recherche bibliographique.

Bibliographie

  • Report a personal work on a subject in link with material science with a literature search

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]


Objective

The purpose of this module is to perform experiments that illustrate the concepts covered in different courses: MV-S5 (Mathematics and Vibrations in Materials), MQS-S5 (Quantum Mechanics - Statistical Physics), CRI-S5 and CRI-S6 (Crystallography), PO-S6 (Wave Propagation), etc ...

Learning Outcome

  • Making sense of physics and of the orders of magnitude (of the measurements). Characterization of phenomena in material science. Custom work on a project with bibliographic research.


CC-S6 Cristallographie 2 - Cristallochimie
(CC-S6 Cristallography 2 - Cristal Chemistry)

Objectif

Acquérir les principes de base de la diffraction des rayons X par les matériaux cristallisés, utiliser les Tables Internationales de Cristallographie dans des cas simples de structures cristallines, manipuler le réseau réciproque en vue de son utilisation en physique du solide (systèmes périodiques) et connaître les structures cristallines des principales familles de matériaux avec leurs propriétés physico-chimique associées.

Compétences

  • A l'issue de ce module l'élève ingénieur connaîtra les principes généraux de la diffraction des RX par des matériaux essentiellement cristallisés. Il/elle saura choisir l'instrument adapté à l'analyse structurale du matériau étudié.
  • L'élève ingénieur connaîtra les principales classes cristallochimiques de matériaux en termes de structures cristallines, les relations structurales qui les lient et les propriétés qui en résultent afin de les mettre en relation avec les applications visées.

Bibliographie

  • « Introduction à la cristallographie et à la chimie structurale » M. Van Meerssche et J. Feneau-Dupont, ed. Peeters
  • « Cristallographie » D. Schwarzenbach, ed. Presses polytechniques et universitaires romandes
  • « Cristallographie géométrique et radiocristallographie » J.J. Rousseau, ed. Masson
  • « Diffraction des rayonnements : introduction aux concepts et méthodes » J. Protas, ed. Dunod ; « Introduction à la cristallochimie » D. Riou, ed. Ellipses

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

To learn the basic principles of X-ray diffraction by crystalline materials by using the International Tables for Crystallography in simple cases of crystal structures. To know the reciprocal space and to use it in solid state physics (periodic systems). To know the crystal structures of main families of materials with their associated physico-chemical properties.

Learning Outcome

  • At the end of this course the engineering students will :
  • know the general principles of the X-ray diffraction in materials - mainly crystallized materials.
  • be capable of choosing the appropriate instrument for the structural analysis of the studied material.
  • know the main classes of crystalline materials in terms of crystal structures, structural relationships between them and the resulting properties in order to relate these notions with the intended applications.


ECT-S6 Cinétique et électrochimie
(ECT-S6 Kinetics and Electrochemistry)

Objectif

L'objectif de ce cours est de donner une base en électrochimie de corrosion ainsi qu'en cinétique chimique.

Compétences

  • A l'issue de cet enseignement l'élève aura acquis les notions indispensables pour amorcer une étude cinétique de la réaction chimique et pour la mise en oeuvre appropriée:
  • a) des équations cinétiques applicables aux divers types de réactions et aux divers ordres de réactions
  • b) des modèles cinétiques concernant au moins une phase solide agissant comme réactif ou comme catalyseur de réaction.
  • Les étudiants doivent :
  • - savoir définir un système redox dans les contextes différents
  • - savoir décrire et analyser ses paramètres électrochimiques.
  • -pouvoir faire les prévisions sur la possibilité, la direction d'un processus électrochimique et sur sa vitesse.
  • -pouvoir interpréter les données électrochimiques primaires : les courbes de polarisation obtenues par les méthodes potentiostatiques et potentiodynamiques (voltamperométrie linéaire et cyclique), les chronoamperogrammes au potentiel imposé, les courbes de dosage.
  • - maîtriser les méthodes principales d'analyse électrochimique et savoir les adapter en fonction du contexte.
  • - pouvoir réaliser une électrolyse et effectuer son suivi par les méthodes électrochimiques

Bibliographie

  • J.O'M. Bockris, A.K.N. Reddy, M.E. Gamboa-Aldeco, Modern electrochemistry. Springer, 2001
  • A. Bard, L. Faulkner, Electrochemical methods. John Wiley and Sons, New York, 2001
  • R.W. Fawcett, Liquids, solutions and interfaces. Oxford, 2004
  • C. Moreau, J.P. Payen, Solution aqueuses, Belin, 1996
  • R. Gaboriaud, Physico-chimie des solutions, Masson, 1996
  • P.G. Bruce, Solid state electrochemistry, Cambridge University Press, 1995

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]


Objective

The objective of this class is to teach basics in both electrochemistry of corrosion and chemical kinetics.

Learning Outcome

  • After this class, the student will have acquired the essential notions to study the kinetics of a chemical reaction and will know to establish:
  • a) Kinetic equations applicable to various types and orders of reactions
  • b) Kinetic models with at least one solid phase component acting either as reactive or as reaction catalyst.
  • The students will
  • -know how to define a redox system in different contexts
  • -know how to describe and analyze the electrochemical parameters of this system
  • -be able to predict the possibility, the evolution and speed of an electrochemical process
  • - be able to interpret the primary electrochemical data: the curves of polarization obtained by static and dynamic methods (linear and cyclic voltamperométrie), chrono-amperograms with fixed potential, the dosage curves.
  • - master the main methods of electrochemical analysis and know how to adapt them according to the context.
  • -be able to realize an electrolysis and follow its evolution by the electrochemical methods.


ECHI-S6 Electronique - Chimie théorique
(ECHI-S6 Electronics - Theoretical Chemistry)

Objectif

  • Atomistique - Liaison chimique :
  • - donner des bases permettant de comprendre la structure électronique des atomes et des molécules
  • - apprendre à construire un diagramme qualitatif simple d'orbitales moléculaires. L'appliquer à l'étude de la structure et de propriétés physicochimiques moléculaires.
  • Electronique : Acquérir les connaissances de base de l'électronique numérique afin de maitriser l'emploi des circuits logiques combinatoires et séquentiels. Les étudiants auront à travers cet enseignement un aperçu des dispositifs numériques couramment utilisés (numérisation des signaux et de l'information, capteur analogique, afficheur digital, mémoires..).

Compétences

  • Liaison chimique: Interpréter et comprendre les propriétés des complexes de métaux de transition sur la base de leurs structures électroniques et de leurs géométries.
  • Électronique:
  • - Utilisation des instruments de mesure de base : oscilloscope numérique, générateur de fonctions, multimètre, ...
  • - Connaissance des composants électroniques et des fonctions de base de l'électronique analogique et logique. La connaissance et manipulation des dispositifs de base de l'électronique intégrée (diode, transistors) facilitera la compréhension de la physique de ces mêmes dispositifs, qui sera présentée dans le cours SCM-S8 (Semi-conducteurs et changements de phase).

Bibliographie

  • liaison chimique: - D.A. Mc QUARRIE « Chimie Physique Approche moléculaire » Dunod, Paris (2000)
  • - R. LISSILLOUR « Chimie théorique- applications à la spectroscopie cours et exercices corrigés » Dunod, Paris (2001)
  • - Y. JEAN et F. VOLATRON : « structure électronique des molécules » 2 volumes, Dunod (2003).
  • Electronique: - Roger BOURGERON « Schémas et circuits électroniques. [Vol. 2], Du générateur de signaux aux circuits logiques » Dunod, Paris (2005).
  • -Ronald J. TOCCI « Circuits numériques : théorie et applications », Dunod, Paris

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]


Objective

  • Chemical bonding:
  • - give basic notions allowing to understand the electronic structure of atoms and molecules.
  • - Learn to build a simple qualitative diagram of molecular orbitals. Applications to the study of both the structure and the physico-chemical properties of different molecules.
  • Electronics:
  • Acquire the basic knowledge of digital electronics necessary to master the use of combinatorial and sequential logic circuits. The students will then have an overview of the digital devices usually used (digitalization of the signals and of the information, analog sensors, digital displays, memories...).

Learning Outcome

  • Chemical bonding: Interpret and understand the properties of different transition metal complexes on the basis of their electronic structures and of their molecular geometries.
  • Electronics: - Use of basic measuring instruments: digital oscilloscope, function generator, multimeters...
  • Knowledge of electronic components and basic functions of both analog and logical electronics.
  • Basic integrated electronic devices (diode, transistors,... ): knowledge and manipulation to facilitate the understanding of the physics of these devices, laying the foundation for the SCM-S8 course (Semi-conductors & Phase Transitions) .


S7-MAT

MAT1-S7 Métaux et alliages
(MAT1-S7 Metals & Alloys)

Objectif

L'objectif de ce module est d'apporter des connaissances approfondies sur les propriétés physiques, chimiques et microstructurales des matériaux métalliques et d'aborder les relations propriétés-microstructures incluant les aspects thermo- mécaniques et opératoires par l'illustration d'exemples industriels.

Compétences

La première partie de ce module comprend une description détaillée des propriétés élémentaires (électroniques, structurales, physiques) des métaux ainsi que celles des alliages usuels. Les notions essentielles de structure, diffusion à l'état solide et les diagrammes de phases sont abordées au travers d'exemples caractéristiques, présentant les arrangements cristallins, mécanismes de substitution, transformations de phase, défauts et déformations, ainsi que les outils et techniques nécessaires aux études. La seconde partie du cours est constituée d'une introduction à la métallurgie générale. Elle aborde quatre aspects majeurs que sont la solidification, les transformations de phases, les propriétés mécaniques et les traitements thermiques. L'évolution du comportement des caractéristiques mécaniques après traitements thermiques, qui permettent de définir les qualités attendues des métaux et alliages pour une utilisation, est expliquée pour deux grandes classes d'alliages, les alliages ferreux et les alliages base-aluminium.

Bibliographie

  • Aide-mémoire Métallurgie, Métaux - Alliages ? Propriétés Aut : G.MURRY, Ed.: DUNOD Collection : L'usine nouvelle Année : 02/2010 (2ème édition) ISBN 10 : 2100526073 / ISBN 13 : 9782100526079
  • Précis de métallurgie, Elaboration, structures-propriétés, normalisation. Aut : J.BARRALIS , G.MAEDER , Ed : NATHAN / AFNOR Collection : Précis Année : 03/2010 ISBN 10 : 2091795828 / ISBN 13 : 9782091795829
  •   Métallurgie, Du minerai au matériau Aut : J.Philibert, A. Vignes, Y. Bréchet, Collection: Sciences Sup, Dunod 2002 - 2ème édition EAN13 : 9782100063130
  •   Métallurgie (La) - Science et ingénierie Aut : A. Pineau , Y. Quéré, Ed : EDP Sciences Collection : Académie des sciences Date de Parution : 01/2011 ISBN : 978-2-7598-0538-9
  • Thermodynamique des matériaux Aut : P. Desre, F. Hodaj Ed : EDP Sciences Collection : Science des matériaux Date de Parution : 05/2010 ISBN : 978-2-7598-0427-6
  • La microstructure des aciers et des fontes : genèse et interprétation Aut : M. Durand-Charre Ed : EDP Sciences Collection : Science des matériaux Date de Parution : 09/2012 ISBN : 978-2-7598-0735-2

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

The objective of this module is to provide in-depth knowledge on the physical, chemical and microstructural behaviors of metallic materials and to address relationships between properties and microstructures including thermal and mechanical aspects with the help of industrial examples.

Learning Outcome

The first part of this module includes a detailed description of the basic properties (electronic, structural, physical) of metals, and those of common alloys. Concepts about the structure, defaults, solid state diffusion and phase diagrams are addressed through characteristic examples, describing crystal arrangements, substitution mechanisms, phase transformations, defects and deformations, as well as the tools and techniques necessary for the studies. The second part of this module consists of an introduction to general metallurgy. It addresses four major aspects : solidification, phase transformations, mechanical properties and heat treatments. The evolution of the thermo-mechanical behaviors that govern the used of metallic materials is explained and exemplified for two large classes of alloys, ferrous and aluminum based alloys.


MAT2-S7 Polymeres - matériaux appliqués
(MAT2-S7 Polymers )

Objectif

L'objectif de ce module est de donner à l'étudiant les outils nécessaires à la compréhension des propriétés des polymères et l'importance des matières plastiques dans divers secteurs industriels. La deuxième partie traitée sous forme de TP illustre différentes applications des matériaux.

Compétences

Bibliographie

  • Chimie et physico-chimie des polymères par Michel Fontanille et Yves Gnanou Collection: Sciences Sup, Dunod 2010 - 2ème édition - 560 pages - EAN13 : 9782100521876
  • Des matériaux par Jean Marie Dorlot, Jean-Paul Baïlon et Jacques Masounave Editions de l'Ecole Polytechnique de Montréal 2ème édition. ISBN 2 553 00176 2.

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]


Objective

The objective of this module is to give to the student the tools necessary for the understanding of the properties of polymers and the importance of plastics in diverse branches of industry. The second part deals with chemistry laboratories to illustrate various applications of materials.

Learning Outcome


MC1-S7 Matière condensée 1
(MC1-S7 Condensed Matter I)

Objectif

Introduction aux propriétés électroniques des solides cristallins et plus particulièrement à la notion de structure de bandes qui permet d'appréhender la différence entre un isolant et un métal.

Compétences

  • Symétrie de translation
  • Réseau direct et réseau réciproque
  • Théorème de Bloch
  • Dynamique des électrons de Bloch
  • Electrons libres et presque libres
  • Modèle de liaisons fortes
  • Différence entre un isolant et un métal
  • Chaleur spécifique et conductivité électronique

Bibliographie

  • Physique de l'état solide (Kittel) Solid state physics (Ashcroft and Mermin)

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]


Objective

Introduction to the electronic properties of solids and more specifically to the band structures which allow to make the difference between an insulating and a conducting material.

Learning Outcome

  • Translation symmetry
  • Direct lattice and reciprocal lattice
  • Bloch theorem
  • Bloch's electrons dynamics
  • Free electrons and nearly free electrons
  • Tight binding model
  • Metallic and insulating materials
  • Electronic specific heat and electronic conductivit


MQ-S7 Mécanique quantique et spectroscopie RMN
(MQ-S7 Quantum Mechanics and NMR Spectroscopy)

Objectif

  • Mécanique quantique : Compléter les compétences aquises dans le cours de mécanique quantique de première année afin d'être en mesure de traiter des problèmes relevant de la physique atomique et de la physique de la matière condensée (structure électronique, magnétisme, propriétés vibrationnelles des solides, physique des semiconducteurs).
  • Spectroscopie RMN : Aborder un bel exemple d'application de la mécanique quantique et démontrer le potentiel de la RMN du solide dans l'étude des propriétés des matériaux

Compétences

  • Compréhension et utilisation du formalisme de la mécanique quantique
  • Application de la théorie des perturbations à différents problèmes relevant de la physique atomique et de la physique de la matière condensée
  • Connaissance des principes généraux de la RMN et de ses applications en science des matériau

Bibliographie

  • Mécanique quantique, J-L. Basdevant et J. Dalibard (Ecole polytechnique)
  • Mécanique quantique. Atomes et molécules. Applications technologiques, J. Hladik, M. Chrysos et P.E. Hladik (tomes I et II)
  • C. Tannoudji, B. Diu et F. Laloe (Hermann, 1994)
  • Introduction to solid state NMR, M. J. Duer (John Wiley & Sons, 2004)
  • Solid state NMR in solid state science: Principles and applications, A. Shekhtman (2012)

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

Quantum mechanics: Supplement the first year quantum mechanics lectures in order to a problems coming for atomic physics and condensed matter physics (electronic structure, magnetism, vibrational properties of solids, semiconductor physics). NMR spectroscopy : tackle a good application of quantum mechanics and show the potential of NMR for studying materials properties.

Learning Outcome

  • Understanding and use of quantum mechanics formalism
  • Application of perturbation theory to address different problems coming from atomic physics and condensed matter physics
  • General principles of NMR and its application in materials science,


CRIST-S7 Cristallographie
(CRIST-S7 Cristallography)

Objectif

L'objectif de ce cours est de permettre aux étudiants d'aborder la détermination des structures cristallines à l'aide principalement de la diffraction des rayons X par des échantillons mono ou polycristallins. Ce module d'enseignement vise à présenter les méthodes de détermination de structures cristallines à partir de la diffraction des rayons X. La théorie et les méthodes sont présentées (méthodes dans l'espace réciproque et dans l'espace direct ; méthodes pour la diffraction par le monocristal et les échantillons polycristallins). L'exploitation concrète des données de diffraction acquises en vue de la détermination d'un modèle structural et de son affinement est réalisée pour des exemples choisis parmi les matériaux solides.

Compétences

  • A l'issue de ce module l'élève ingénieur connaîtra les différentes méthodes de détermination d'une structure cristalline et saura choisir la méthode adaptée au type de matériau à étudier.
  • L'élève ingénieur saura déterminer une structure cristalline, affiner le modèle trouvé et l'interpréter, que ce soit à partir des données de diffraction par un monocristal ou une poudre - cet état étant souvent celui des matériaux dans l'industrie.

Bibliographie

  • Introduction à la cristallographie et à la chimie structurale, M. Van Meerssche et J. Feneau-Dupont, ed. Peeters
  • Cristallographie, D. Schwarzenbach, ed. Presses polytechniques et universitaires romandes
  • Diffraction et rayonnements : introduction aux concepts et méthodes, J. Protas, ed. Dunod
  • Cristallographie géométrique et radiocristallographie, J.J. Rousseau, ed. Masson.

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]


Objective

The objective of this course is to enable students to learn about the determination of crystalline structures using mainly X-ray diffraction by single-crystals or polycrystalline samples. This course presents the different methods for the determination of crystal structures from X-ray diffraction. Theory and methods are presented (methods in reciprocal and direct spaces for single crystal and polycrystalline samples). The analysis of the diffraction data for the determination of a structural model and its refinement are performed for examples chosen from solid materials.

Learning Outcome

  • At the end of this course engineering students will know the different methods for the determination a crystalline structure and will choose the appropriate method for each type of material to be studied. The engineering student will determine a crystal structure, refine the structural model and interpret it, from the diffraction data either by a single crystal or a powder - this state is often that of the materials in the industry.


RDMSIM-S7 Résistance des matériaux - Simulation numérique
(RDMSIM-S7 Mechanical Properties of Materials - Numerical Simulation)

Objectif

Ce module cherche à insérer les connaissances acquises lors du module RMSN-S5 (Résistance des matériaux) dans un contexte plus large. D'un côté, on étudie les liens entre la nature des matériaux et leur comportement mécanique. De l'autre côté, on examine les fondements physiques et mathématiques de la mécanique des milieux continus. Les travaux pratiques visent à initier les étudiants aux logiciels d'éléments finis, et à appliquer concrètement les concepts discutés dans les cours magistraux.

Compétences

  • Caractérisations mécaniques des matériaux, relation nature des matériaux - propriétés.
  • Initiation à la méthode des éléments finis

Bibliographie

  • Mécanique des milieux continus, Georges DUVAUT, (Dunod)
  • Comprendre simplement la résistance des matériaux, Rémy MOUTERDE et François FLEURY, (editions Le Moniteur) surtout chapitre 3.
  • Mécanique des Matériaux Solides, Jean LEMAITRE, et al. (Dunod.
  • Résistance Mécanique des Solides Jean LEMAITRE, et al. (Dunod)

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]


Objective

This course applies the knowledge acquired in the module RMSN-S5 (Résistance of Materials) about the mechanical properties of materials in a wider context. On one hand, relations between the nature of materials and their mechanical behavior are studied. On the other hand, the physical and mathematical foundations of continuum mechanics are given. During laboratory classes , a finite elements code is introduced to the students and concepts discussed during the lectures are applied.

Learning Outcome

  • Mechanical characterization of materials, relation between the nature of materials and their mechanical properties.
  • Introduction to a finite element code.


S8-MAT

OPDI-S8 Milieux diélectriques et optique anisotrope
(OPDI-S8 Dielectrics and Optics of Anisotropic Media)

Objectif

Diélectriques: Comprendre commment un matériau diélectrique réagit à l'application d'un champ électrique statique. Une place importante est accordée à la compréhension des mécanismes de polarisation et aux applications potentielles de certains matériaux diélectriques, tels que les ferroélectriques. Optique anisotrope: Comprendre la propagation de la lumière polarisée dans les matériaux et plus particulièrement dans les milieux diélectriques anisotropes. Les applications potentielles de ces matériaux en photonique et en caractérisation optique sont visées.

Compétences

  • Compréhension des mécanismes de polarisation à l'échelle microscopique
  • Calculs des champs créés par des milieux uniformément polarisés
  • Notion de permittivité diélectrique statique et influence d'un diélectrique sur la capacité d'un condensateur
  • Compréhension de la transition paraélectrique-ferroélectrique et structuration en domaines d'un matériau ferroélectrique
  • Maîtrise des notions de polarisation lumineuse et du formalisme de Jones
  • Maîtrise des phénomènes de propagation et de dispersion
  • Tracé des rayons dans un milieu uniaxe ou dans un milieu à anisotropie induite
  • Applications principales de l'optique anisotrope: caractérisation optique des matériaux et composants optiques pour la photonique

Bibliographie

  • J. Perez, 'optique', Ed. Dunod (2000) J.C. Peuzin et D. Gignoux, 'Physique des diélectriques', EDP Sciences (2009) S. Huard, 'Polarisation', Ed. Masson (1994) M. Born et E. Wolf, 'Principles of optics', Cambridge University Press (1999)

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

  • Dielectrics: Understanding of the behaviour of a dielectric material submitted to a static electric field. A large place is devoted to the understanding of polarization mechanisms and to the potential applications of dielectrics, like ferroelectrics materials.
  • Optics of anisotropic media : Understanding of light propagation in materials, especially in anisotropic media. The application of these materials in photonics and in optical characterization are targeted

Learning Outcome

  • Understanding of polarization mechanisms at the microscopic level
  • Calculation of electric fields created by uniformly polarized medias
  • Concept of static dielectric permittivity and capacitors
  • Understanding of the paraelectric-ferroelectric phase transitions and of ferroelectric domains
  • Mastery of light polarization and of Jones formalism
  • Mastery of light propagation and dispersion
  • Plotting the rays in an uniaxial medium or in a medium with reduced anisotropy
  • Main applications of anisotropic medias : optical characterization of materials and photonic devices


MC2-S8 Matière condensée 2 - Mathématiques
(MC2-S8 Condensed Matter II and Mathematics)

Objectif

  • Matière condensée II : Compléter le module de matière condensée I dédié à l'étude de la structure électronique des solides par l'étude des propriétés vibrationnelles des solides.
  • Mathématiques : Consolider les bases de mathématiques de première année et introduire des notions de traitement du signal

Compétences

  • Calcul d'une matrice dynamique
  • Représentation des courbes de dispersion de phonons suivant un chemin dans l'espace réciproque et interprétation de ces courbes (modes acoustiques et optiques)
  • Mesure expérimentale des courbes de dispersion de phonons
  • Spectroscopie IR et Raman
  • Calcul et interprétation des densités de modes de phonons
  • Influence des phonons sur les spectres de diffraction X
  • Chaleurs spécifiques des solides et coefficients de dilatation des matériaux
  • Transformée de Fourier, convolution, transformée de Laplace

Bibliographie

  • Physique de l'état solide (C. Kittel, Dunod université)
  • Physique des solides (N. Ashcroft et N. Mermin, EDP sciences)
  • L'outil mathématique (R. Petit, 3ème édition, MASSON)

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

  • Condensed matter II : Complement the lectures dedicated to the study of the electronic properties of solids (Condensed matter I) by the study of the vibrational properties of solids.
  • Mathematics : Improve the first year background in mathematics and introduce signal processing lectures

Learning Outcome

  • Dynamical matrix calculation
  • Plot of the dispersion curves of phonons along a path in reciprocal space and interpretation of these curves (acoustic and optical modes)
  • Measurement of dispersion curves
  • IR and Raman spectrocopy
  • Calculation and interpretation of the phonons' density of modes
  • Influence of phonons on the X-ray diffraction spectras
  • Lattice specific heat and thermal expansion coefficients
  • Fourier transforms, convolution, Laplace transform


PITP-S8 Projet industriel & TP chimie
(PITP-S8 Industrial Project & Chemistry Practicals )

Objectif

L'objectif de cet enseignement est de développer les compétences nécessaires au travail d'ingénieur en faisant appel à l'initiative, à l'autonomie et à la curiosité de l'étudiant dans le cadre de la réalisation d'un projet industriel. L'enseignement permet également d'illustrer sous forme de travaux pratiques les notions de chimie du solide et de physiques abordées dans les autres modules tout au long de l'année universitaire. Les travaux pratiques portent sur la préparation et la caractérisation physico-chimique de matériaux d'intérêt technologique. L'étudiant a à sa disposition la littérature ad hoc ainsi qu'un bref descriptif des manipulations à réaliser. Cette forme originale laisse à l'étudiant beaucoup d'autonomie et sollicite son esprit critique, sa curiosité et ses capacités d'organisation.

Compétences

Autonomie, respect d'un cahier des charges. Mise en place d'un protocole adapté à la problématique proposé par un industriel.

Bibliographie

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Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation de document]


Objective

The objective of this course is to develop the skills necessary for an engineering project by using the initiative, independence and curiosity of the students as part of an industrial project. Experiments in solid state chemistry and physics illustrate the concepts addressed in other courses during the academic year. Laboratory work includes the preparation and physico-chemical characterization of materials of technological interest. The student is provided with the ad hoc literature and a brief description of the manipulations to achieve. This original course organisation gives the student a lot of autonomy, invites critical thinking and curiosity, and mobilizes the student's organizational abilities.

Learning Outcome

Autonomy, compliance with a specification. Establishment of a protocol adapted to the problem proposed by a manufacturer.


COTH-S8 Corrosion et thermodynamique Chimique
(COTH-S8 Chemical Thermodynamics)

Objectif

Apporter des connaissances approfondies sur la corrosion et la thermochimie afin de comprendre la dégradation et les équilibres chimiques dans le but d'appréhender la synthèse de nouveaux matériaux et d'anticiper leurs équilibres avec le milieu environnant. La première partie de ce module comprends une description détaillée du phénomène de corrosion et s'appuie sur des travaux pratiques. La deuxième partie traite de la thermochimie et en particulier des équilibres chimiques. Il s'agit de prévoir le sens d'évolution d'un système en réaction chimique et d'étudier l'état d'équilibre lorsque ce dernier est atteint, puis de prédire le déplacement de l'équilibre chimique soumis à différentes pertubations (températures, pression, composition). Les équilibres liquide-vapeur et solide-liquide (métallurgie, verres) sont ensuites abordés.

Compétences

  • Bases de la thermochimie : compréhension et prédiction des équilibres chimiques de tous types et de leurs déplacements
  • Diagrammes liquide-vapeur et solide-liquide
  • Analyse thermique
  • Pyrométallurgi

Bibliographie

  • Corrosion et Chimie des Surfaces des Métaux, D. Landolt, Presses Polytechniques Universitaires Romandes, 1997
  • L'oxydoréduction concepts et expériences de Sarrazin et Verdaguer(ellipses)
  • Thermochimie, C. Picard, De Boeck Université
  • "Thermodynamique et matériaux inorganiques" PC (Chimie), J. Mesplède, Les nouveaux précis Bréal, Bréal Edition

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]


Objective

To provide a thorough knowledge in chemical thermodynamics in order to understand chemical balances for comprehending the synthesis of new materials and anticipating their balances with the surrounding environment

Learning Outcome

  • Basics of chemical thermodynamics: understanding and prediction of chemical balances (of all types) and their displacements
  • Solid-liquid and liquid-vapor diagrams
  • Thermal analysis
  • Pyrometallurgy


MAT3-S8 Verres et céramiques
(MAT3-S8 Glass and Ceramics)

Objectif

L'objectif de ce module est d'apporter des connaissances approfondies sur les propriétés physiques et chimiques des différentes classes de matériaux de type céramiques et verres et d'aborder les relations compositions-propriétés qui permettent de comprendre les potentialités et le comportement des matériaux. Cet enseignement traite tous les aspects de la fabrication des matériaux (depuis le choix des matières premières jusqu'aux procédés de mise en oeuvre) et leurs applications industrielles et s'adresse ainsi particulièrement aux élèves-ingénieurs.

Compétences

  • Acquérir de solides connaissances en élaboration et caractérisation des matériaux céramiques et verres.
  • Pour une application donnée, savoir identifier les matériaux "candidats" sur la base de la connaissance de leurs propriétés physico-chimiques.

Bibliographie

  • Traité de Céramiques et Matériaux Minéraux, C.A. Jouenne, Editions Septima, 1984
  • Des Matériaux, J.M. Dorlot, J.P. Baïlon, J. Masounave, Editions de l'Ecole Polytechnique de Montréal, 1986
  • Matériaux et processus céramiques, P. Boch, Hermes Science publications, 2001.
  • Propriétés et applications des céramiques, P. Boch, Hermes Science publications, 2001.
  • Céramiques et Verres, Traité des Matériaux, J-M. Haussonne, C. Carry, P. Bowen, J. Barton, Presses polytechniques et universitaires romandes, ISBN 2-88074-605-1, 2005.
  • Les Verres et l'état vitreux, J. Zarzycki, Masson 1982.
  • Le Verre, H. SCHOLZE, Springer 1977.
  • Le verre science et technologie, J. Barton et C. Guillemet, EDP Science, ISBN : 2-86883-789-1, 2005

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

Bring a comprehensive knowledge of the physical and chemical properties of various classes of ceramic materials and glasses. To introduce the relations between chemical compositions and properties which allow to understand both the potentialities and the behavior of these materials. This lecture course addresses all the aspects of the manufacturing of materials (from the choice of raw materials until the methods for implementation and their industrial applications).

Learning Outcome

  • Thorough knowledge in the elaboration and characterization of ceramic materials and glasses.
  • For a given application, know how to identify the "candidate" materials on the basis of the knowledge of their physico-chemical properties.


SCM-S8: Semi-conducteurs & changements de phases.
(SCM-S8 Semi-Conductors & Phase Transitions)

Objectif

  • Ce module s'inscrit dans la continuité du module MC1-S7 (Matière Condensée 1) et comporte deux volets:
  • Le premier volet concerne les changements de phases à l’état solide et leurs applications potentielles. Il s’agira, via l’approche thermodynamique de Landau, d’introduire les concepts de paramètre d’ordre, de brisure de symétrie spontanée, de susceptibilité ou de longueur de cohérence qui permettent par exemple d’expliquer phénoménologiquement le comportement de certains matériaux, encore appelés ferroélectriques, qui présentent une polarisation électrique non nulle en l'absence de champ électrique appliqué ou celui des matériaux supraconducteurs à basse température.
  • Le deuxième volet se rapporte à la physique des semi-conducteurs et vise la compréhension du fonctionnement des structures de base (jonction PN, contact ohmique, structure MIS), et la mise en équation et la compréhension des phénomènes de transport de courant. Un TP viendra illustrer ce dernier cours avec des mesures de type C(V) sur des diodes et sur une structure MOS pour la compréhension du fonctionnement d’un dispositif de base.

Compétences

  • Maîtriser une approche phénoménologique et conceptuelle destinée à faire un lien entre des interactions microscopiques supposées et le comportement collectif de la matière condensée lors de changements de phases.
  • Apprendre à faire un lien entre propriétés physiques de matériaux et leurs domaines potentiels d’applications.
  • Acquérir les concepts de paramètre d’ordre, brisure de symétrie, longueur de corrélation, susceptibilité.
  • Acquérir les connaissances de base permettant de comprendre le fonctionnement des dispositifs de la microélectronique.

Bibliographie

  • • Introduction à la physique statistique (C.Kittel, ed. J.Wiley & Sons).
  • • Physique statistique, 1ère partie (L.Landau & E.Liffchitz, ed. MIR).
  • • Physique des solides (N. Ashcroft et N. Mermin, EDP Sciences).
  • • Fundamentals of thermal and statistical physics (F.Reif, ed. McGraw Hill).
  • • Physique statistique (B.Diu, C.Guthmann, D.Lederer, B.Roulet, ed. Hermann).
  • • Physique statistique: Introduction (C.Ngo, H.Ngo, ed. Dunod).
  • • Physique des semi-conducteurs et des composants électroniques, Henry Mathieu et Hervé Fanet, Dunod (6ième édition)
  • • Physique des dispositifs semi-conducteurs, J. P. Colinge, F. Vans de Wiek, Ed. De Boek Université
  • • Introduction à la physique des matériaux conducteurs et semi-conducteurs, J. L. Teyssier, H. Brunet, Dunod Universités
  • • Physics of semiconductor devices, S. M. Sze, Ed. Wiley
  • • Traité des matériaux, Vol 18 : « Physique et technologie des semi-conducteurs », F. Levy, Presses polytechniques de l’université Romande
  • • The materials science of semiconductors, A. Rockett, Ed. Springer.

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]


Objective

  • This module follows on the MC1-S7 course (Condensed Matter 1). It is divided in two parts:
  • The first part concerns phase transitions in solid state and their potential applications. Different concepts are introduced: order parameter, symmetry-breaking, susceptibility, coherence length. These concepts are useful to describe from a phenomenological point of view different material properties like ferroelectricity or supraconductivity.
  • The second part concerns semi-conductors, and presents the basic structures (PN junction, ohmic contact, MIS or MOS structures) and the equations for describing charge transport phenomena. The last lecture will be followed by a practical class involving measures on diodes and MOS structure

Learning Outcome

  • Know how to describe a phase transition from a phenomenological point of view using concepts like order parameter, susceptibility, coherence length, ...
  • Identifying the microscopic interactions at the origin of the macroscopic changes (i.e. phases transitions).
  • Acquire the basic knowledge allowing to understand and describe the behavior of the main microelectronics devices.


S9-MAT

MATPH-S9 Matériaux avancés - Physique
(MATPH-S9 Advanced Materials - Physics)

Objectif

L'objectif de ce cours est d'ouvrir les connaissances des étudiants vers les propriétés physiques des matériaux permettant de maîtriser leur mise en oeuvre dans des applications technologiques de pointe. Un premier volet concerne les matériaux granulaires et les fondamentaux de la physique du désordre qui accompagne le volet « matériaux de construction » de l'UE MAT-IND-S9. Un second volet concerne les propriétés magnétiques des matériaux et leur mise en oeuvre dans les domaines de l'électronique au travers du contrôle des propriétés de surface, en complément des techniques de couches minces étudiées dans l'UE de MAT-CHI-S9.

Compétences

  • Connaissances avancées en magnétisme et physique des surfaces
  • Connaissances transverses en physique du désordre des matériaux macroscopiques naturels et industriels
  • Savoir-faire : analyse de la structure des matériaux désordonnés et hétérostructures de l'échelle nanométrique à l'échelle macroscopique

Bibliographie

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Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

The objective of this module is to guide the students towards a better knowledge of the physical properties of materials pertinent for cutting edge technological applications. The first part completes the module MAT-IND-S9 (Industrial Materials)and focuses on granular media related to construction materials. The second part completes the module MATCH-S9 (Chemistry of Advanced Materials) and focuses on the magnetic properties of materials and their use in electronics (surface properties, thin films).

Learning Outcome

  • Advanced knowledge on surface physics and magnetism
  • Transverse knowledge in disorder physics of natural and industrial materials
  • Know-how: analysis of the structure of disordered materials and heterostructures from the nanometric to the macrometric scale


MATCH-S9 Chimie des matériaux avancés
(MATCH-S9 Chemistry of Advanced Materials)

Objectif

L'objectif de ce cours est d'ouvrir les connaissances des étudiants vers les process et propriétés chimiques des matériaux permettant de maîtriser leur mise en œuvre dans des applications technologiques de pointe. Un premier volet concerne les « nouveaux » matériaux (nano et biomatériaux). Un second volet accompagne le cours « Fonctions spécifiques des matériaux » de l'UE MAT-IND-S9, en abordant les process des dépôts en couches minces, les applications avancées des polymères et les matériaux pour capteurs.

Compétences

  • Connaissances avancées et savoir-faire élémentaires sur les voies d'élaboration de matériaux à haute valeur technologique ajoutée
  • Connaissances avancées des techniques de caractérisation des nouveaux matériaux et matériaux en couches minces
  • Connaissances générales des applications des matériaux avancés et de leur mise en œuvre dans un process de développement durable

Bibliographie

  • Materials for sensors : Microcapteurs de gaz, sous la direction de F. Ménil, EGEM Microsystèmes, Hermès Science, Lavoisier, 2008
  • Sensor Materials, P.T. Moseley, A.J. Crocker, IOP Publishing Ltd, 1996
  • Techniques and mechanisms in gas sensing, P.T. Moseley, J.O.W. Norris, D.E. Williams, Adam Hilger, IOP Publishing Ltd, 1991
  • Les capteurs chimiques, N. Jaffrezic, E. Souteyrand, C. Martelet, S. Cosnier, P. Labbe, C. Pijolat, Club MicroCapeturs Chimiques (CMC2) ISBN 2-907922-51-3
  • Thin film growth: The Materials Science of Thin Films, Milton Ohring, Academic press, INC, Harcourt Brace § Company, Publishers
  • Surfaces interfaces et films minces, B. Agius, M. Froment, F. Abel, L. Beaunier, G. Blaise, L. Bosio, G. Hollinger, A. Huber, A. Hugot-Legoff, J. Klein, P. Pertosa, L. Porte, Dunod , Bordas, Paris 1990

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]


Objective

The objective of this course is to present the chemical properties of materials and the chemical processes necessary to control their integration in advanced technological applications. The first part concerns "new" materials (nano and biomaterials). The second part provides a complement to the MATIND-S9 module (Specific Functions of Materials), and concerns the processes of thin film growth, the advanced applications of polymers and materials for sensors.

Learning Outcome

  • Advanced knowledge and skills on the elaboration of high technological added value materials
  • Advanced knowledge of characterization techniques of new materials and materials in thin film form
  • General knowledge of the applications of advanced materials and their integration in a process of sustainable development.


MATIND-S9 Matériaux industriels
(MATIND-S9 Industrial Materials)

Objectif

L'objectif de ce cours est de compléter la formation générale des élèves ingénieurs par un ensemble de notions avancées sur des matériaux en lien direct avec des applications industrielles, ainsi qu'avec les techniques de caractérisation physicochimiques qui leur sont associées. Ces connaissances avancées seront présentées dans un cadre pluridisciplinaire, en appui sur des études de cas présentant le matériau dans son cycle de vie industriel (élaboration, contrôle qualité) et mobilisant le recul scientifique et les capacités d'adaptation des étudiants.

Compétences

  • Maîtrise d'un plan d'analyse des propriétés physico-chimiques de matériaux répondant à un cahier des charges.
  • Connaissances avancées du champ d'application de matériaux à haute valeur technologique ajoutée.
  • Maîtrise des outils théoriques et expérimentaux d'analyse et de contrôle qualité des matériaux.

Bibliographie

x

Validation

  • [Validation des compétences en français : par contrôle continu (au moins 2 CC)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation de document]


Objective

The objective is to complement the training of the students on specialized notions linked with industrial applications of materials, and the associated physical and chemical characterization methods. These notions will be presented in a multidisciplinary frame, based on case studies presenting materials in their industrial life cycle (synthesis, quality control).

Learning Outcome

  • Know-how: to create a plan of analysis of physical and chemical properties of materials in response to technical specifications.
  • Advanced knowledge on materials with high technological added value.
  • Know-how: to apply theoretical and experimental tools for quality control of materials.


PROJIND-S9 Projet industriel
(PROJIND-S9 Industrial Project)

Objectif

L’objectif de ce module est de mettre les élèves ingénieurs en situation professionnelle encadrée. Ce projet s’articule autour d’une activité décloisonnée de niveau 2 par rapport aux projets industriels ESIR2 : des étudiants issus des deux spécialités sont regroupés en équipes de compétences complémentaires et contribuent à un sujet proposé par un partenaire industriel de l’école.

Compétences

  • Evolution personnelle lors d’un travail en équipe
  • Mise en oeuvre des connaissances scientifiques et d’humanités dans un cadre pluridisciplinaire

Bibliographie

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Validation

  • [Validation des compétences en français : par une réalisation pratique (Projet, Tp,etc...)]
  • [Validation des compétences en français : par une réalisation de document]
  • [Par une présentation activité] Validation des compétences en français :


Objective

Following on the project module in semester 8 (technical projects) , the purpose of this module is to place the students in a supervised professional situation. Students from both majors (Information Technology and Materials) are grouped into teams of complementary skills and contribute to a project proposed by an industrial partner.

Learning Outcome

  • Be able to mobilize technical, management and personal skills in a cross-disciplinary environment
  • Ability to communicate with a variety of players.
  • Personal development


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