Caractérisation des solides amorphes cristallins

Caractérisation des polymères à l’état solide (15 CM) 

Propriétés thermiques (8h CM): Analyse des polymères amorphes et semi-cristallins par diffraction des rayons X. Caractérisation des propriétés mécaniques d’un matériau polymère (traction, compression, cisaillement. Notions de viscoélasticité, viscoplasticité, hyper-élasticité, fatigue, indentation, fluage, relaxation.  Microstructure d’un polymère à partir des mesures analyses thermiques. Exercices applicatifs, étude de cas.

Analyse thermique (7h CM) : Analyse Calorimétrique différentielle: principe,  protocoles expérimentaux, exemples. Analyse Calorimétrique différentielle à Modulation de Température (MT-DSC): principe, protocoles, exemples. Vieillissement physique dans les polymères à l'état solide: définition, techniques calorimétriques associées pour le caractériser: DSC, MT-DSC, DSC ultra rapide.

Caractérisation des solides organiques cristallisés (15 CM)

Résolution de structure cristalline par diffraction de Rayons X (7h CM) : Rappels sur la théorie de la diffraction des rayons X par un réseau cristallin puis présentation et description (théorie, appareillage, paramètres mesurés) de méthodes à base de rayons X pour l’analyse de matériaux amorphes ou polycristallins (diffraction des rayons X sur poudre –paramètres de maille, tailles de cristallites, taux de cristallinité-, small angle X-ray scattering –SAXS-, analyse de pair distribution function –PDF-, réflectivité X, …)  

Caractérisation des interactions matériaux cristallisés-gaz (2h CM) : interaction solide cristallisés-gaz par sorption de vapeur dynamique, hydratation-déshydratation des solides, influence de l’humidité sur T_g, deliquescence, efflorecence (influence de l’humidité relative sur les matériaux solide).

Analyse thermique sur matériaux cristallisés (6hCM) : brefs rappels sur l'analyse thermique (ATD/ DSC); applications de la DSC aux solides organiques (polymorphisme, stabilité relative et règles thermodynamiques); implications du polymorphisme sur des binaires simples soluté/solvant; bénéfices des analyses couplées dans la caractérisation des composés définis (solvates/hydrates en particulier) et applications aux diagrammes binaires avec présence de composés définis. 

Mobiliser des savoirs hautement spécialisés, dont certains sont à l’avant-garde du savoir dans un domaine de travail ou d’études, comme base d’une pensée originale

Développer une conscience critique des savoirs dans un domaine et/ou à l’interface de plusieurs domaines

Résoudre des problèmes pour développer de nouveaux savoirs et de nouvelles procédures et intégrer les savoirs de différents domaines

Identifier, sélectionner et analyser avec esprit critique diverses ressources spécialisées pour documenter un sujet et synthétiser ces données en vue de leur exploitation

Compétences attestées

Maitriser les principales technologies de la chimie (spectrométrie, RMN, électrophorèse, chromatographie…)

Exploiter et interpréter les données issues de méthodes physico-chimiques et d’analyse mises en œuvre dans différents secteurs activités (santé, agroalimentaire, environnement, ...).

Communiquer de façon claire à l'écrit, à l'oral, en français et en anglais en s'adaptant à son public

Maitriser les concepts théoriques et méthodes expérimentales pour élaborer des macromolécules, des systèmes formulés et des assemblages complexes, caractériser et interpréter leurs propriétés physico-chimiques aux interfaces

Savoir restituer à l'oral et à l'écrit les savoirs acquis dans un contexte imposé

Développer sa compréhension et la pratique d'une langue étrangère dans un contexte scientifique et technique spécialisé

Concevoir des systèmes à base de polymères fonctionnels pour des applications à l'interface de domaines pluridisciplinaires (médecine, pharmacie, cosmétique…)

Savoir utiliser les principaux appareils de caractérisation des propriétés thermiques et mécaniques des polymères. Savoir interpréter les résultats obtenus

Exploiter les données expérimentales de différentes techniques de caractérisation utilisant les rayons X pour la caractérisation de matériaux cristallins ou amorphes.

Exploiter des données expérimentales (structurale, thermiques et gravimétriques) pour interpréter les comportements enregistrés sur un solide moléculaire cristallisé.