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 Objectifs
Montrer le lien existant entre les propriétés macroscopiques des différentes classes de matériaux, appréhendées de manière comparative, et l'aspect fondamental de la matière à l'échelle atomique, moléculaire et de la microstructure.
Cahier des charges
Introduction générale:
But du cours, essais de classification, propriétés générales, thèmes abordés.
Structure électronique et liaisons:
- Rappel de mécanique quantique: principes de Pauli, Heisenberg, Schrödinger et de Broglie, énergie du point zéro.
- Courbes de Condon-Morse et applications.
- Liaisons ioniques, métalliques et covalentes, les liaisons secondaires, quelques propriétés caractéristiques, solides atomiques et ioniques, moléculaires et macromoléculaires, chaînes polymères, réseaux tridimensionnels.
L'organisation dans les solides:
Aspects microscopiques:
- Echelle atomique et moléculaire.
Etat cristallin, la maille cristalline, monocristaux, réseaux métalliques, les défauts cristallins (lacunes, dislocations, atomes étrangers), alliages, dopage, tacticité, configuration des chaînes polymères, masse moléculaire et polydispersité, monocristaux polymères.
Etat amorphe, le désordre des liquides, les verres organiques et inorganiques, les métaux amorphes.
- Morphologie et microstructure.
Matériaux à un composant, à une phase, à deux phases, grains, dendrites, sphérolites, lamelles.
Matériaux à plusieurs composants, dispersion, nodules, systèmes co-continus, réseaux interpénétrés, fibres, texture, systèmes anisotropes.
Aspects thermodynamiques et cinétiques:
- Changement de phase; énergie libre, états stables, métastables, instables, fusion, solidification, transition vitreuse.
Mécanisme de germination primaire, secondaire, barrière de potentiel, taille critique des germes.
Alliages, miscibilité, déphasage, précipitation, diagramme de phase, transformations de phase avec diffusion, transformations martensiques.
- Cinétiques homogènes, hétérogènes, modèle d'Avrami, nucléation artificielle, croissance cristalline.
Propriétés des matériaux:
- Propriétés physiques: conductivité électrique (métaux, supra et semi-conducteurs); chaleur spécifique et conductivité thermique, effet thermo-électrique; propriétés mécaniques, module d'élasticité, l'élasticité des caoutchoucs, la viscoélasticité, limite d'élasticité, transition ductile/fragile, comportement de matériaux à deux et plusieurs phases, des composites; effets de la dimensionalité et de l'anisotropie sur ces propriétés.
- Propriétés chimiques: résistance aux agents chimiques, solvants, réactifs; oxydation, corrosion, dégradation; vieillissement, fatigue, résistance aux radiations.
Autres informations du cahier des charges
Examen écrit
Le cours MAPR2805 est mentionné dans les programmes suivants :
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ELME2
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Ingénieur civil électromécanicien
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INCH2
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Ingénieur civil chimiste
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MAP2
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Ingénieur civil en mathématiques appliquées
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MATR2
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Ingénieur civil en sciences des matériaux
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MECA2
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Ingénieur civil mécanicien
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Valeurs ECTS de l'activité
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ELEC23
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Troisième année du programme conduisant au grade d'ingénieur civil électricien
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(4 ECTS)
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ELME21/E
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Première année du programme conduisant au grade d'ingénieur civil électro-mécanicien (énergie)
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(4 ECTS)
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Obligatoire
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ELME23/M
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Troisième année du programme conduisant au grade d'ingénieur civil électro-mécanicien (mécatronique)
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(4 ECTS)
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FSA3DA
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Diplôme d'études approfondies en sciences appliquées
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(4 ECTS)
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INCH21
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Première année du programme conduisant au grade d'ingénieur civil chimiste
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(4 ECTS)
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Obligatoire
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MAP21
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Première année du programme conduisant au grade d'ingénieur civil en mathématiques appliquées
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(4 ECTS)
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MAP22
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Deuxième année du programme conduisant au grade d'ingénieur civil en mathématiques appliquées
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(4 ECTS)
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MAP23
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Troisième année du programme conduisant au grade d'ingénieur civil en mathématiques appliquées
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(4 ECTS)
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MATR21
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Première année du programme conduisant au grade d'ingénieur civil en science des matériaux
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(4 ECTS)
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Obligatoire
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MECA21
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Première année du programme conduisant au grade d'ingénieur civil mécanicien
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(4 ECTS)
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Obligatoire
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Valeur ECTS par défaut
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(4 ECTS)
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