Recherche et développement technologique : mécanique, procédés chimiques et matériaux [ LINGE1327 ]

Partie « procédés chimiques et matériaux » : > https://icampus.uclouvain.be/claroline/course/index.php?cid=INGE1327

LINGE1122 Physique I, LINGE1115 Chimie I, LINGE1223 Chimie II

Le(s) prérequis de cette Unité d’enseignement (UE) sont précisés à la fin de cette fiche, en regard des programmes/formations qui proposent cette UE.

Le cours est divisé en 2 parties.

La première partie définit les concepts et outils de base en sciences des matériaux et procédés et met en évidence les grandes étapes conduisant de la matière première au matériau fini ; un accent particulier est mis sur les relations entre procédés de synthèse, structure et propriétés des matériaux résultants.

La seconde partie donne une formation en matière de statique, une introduction à la résistance des matériaux et introduit l'étude des mécanismes les plus courants, par exemple ceux rencontrés dans les automobiles.

Pour la partie « procédés chimiques et matériaux »

• décrire de manière synthétique un procédé de chimie industrielle (organique ou inorganique) en en reprenant les principales réactions chimiques ;
• sur base de considérations thermodynamiques, justifier les conditions pratiques (température, pression, temps, ') appliquées dans un procédé de chimie industrielle ;
• établir et calculer un bilan matière simple sur un procédé industriel chimique ;
• définir les grandes classes de matériaux ;
• définir et décrire par écrit et schématiquement les différentes structures rencontrées dans les matériaux, les différents types de défauts structuraux, les principales propriétés mécaniques et physiques ;
• expliquer l'impact de la température, du temps, des liaisons chimiques, des défauts structuraux sur les propriétés mécaniques et physiques des matériaux.

Pour la partie « mécanique »

• expliquer les notions de vitesse, forces et moment de force ;
• établir,  résoudre  et interpréter les équations dynamiques ou statiques de systèmes simples ;
• expliquer les lois de comportement des principales forces rencontrées en pratique ;
• appliquer les concepts à des situations de la vie quotidienne ou dans le cadre de dispositifs mécaniques présentés au cours ou dans les séminaires.

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».

Examen écrit

Les étudiants sont évalués sur leur compréhension des concepts présentés durant les cours. Un accent particulier est mis sur la capacité à synthétiser et à mettre en relation les différents concepts.

Cours magistraux, séminaires

Cette UE est divisée en deux parties dont les contenus respectifs sont les suivants.

Partie « procédés chimiques et matériaux » :

• Production industrielle chimique et sources de matières premières.
• Etude de procédés chimiques types dans les secteurs des métaux et matériaux inorganiques, des détergents et des polymères ; les exemples seront repris de manière à mettre en évidence les outils d'élaboration des procédés chimiques, leur évolution récente et à illustrer les notions de bilans de matière et de chaleur ainsi que la problématique de la pollution.
• Grandes classes de matériaux (métaux, céramiques, polymères) ; forces des liaisons inter atomiques ; arrangement des atomes (état amorphe/cristallin) ; structures et défauts ; propriétés générales résultantes ; synergie des propriétés et alliages/composites
• Propriétés mécaniques des matériaux : contrainte - déformation (élasticité et viscoélasticité), module d'élasticité, limite d'élasticité et de rupture, ductilité, résistance à la fatigue, '
• Propriétés physique : conductivité électrique, capacité calorifique, conductivité thermique, ...

Partie « mécanique»

• Rappels de mécanique rationnelle.
• Application à quelques systèmes simples.
• Etude des forces de type ressort, amortisseur et frottement.
• Description de quelques transmissions mécaniques (embrayage, cardan, ').
• Eléments de statique : théorie, poutres ' application.
• 3 ou 4 séminaires illustrant la matière au travers de domaines variés.

Support de cours

Des notes de cours, des copies de transparents et, éventuellement, d'articles pour lectures complémentaires sont mises à la disposition des étudiants sur iCampus.

Références bibliographiques recommandées, lectures conseillées :

Des références complémentaires d'ouvrage seront données par les enseignants