Fiches de cours 2017-2018

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Science des polymères

MSE-360

Enseignant(s) :

Frauenrath Holger
Plummer John Christopher

Langue:

Français

Remarque

Pour les étudiants de CGC, le cours vaut 4 crédits car ils n'ont pas les TP

Résumé

Introduction à la physique des polymères et aux liens entre structures chimiques et propriétés macroscopiques, avec accent sur la morphologie et le comportement thermomécanique. Méthodes de mise en œuvre, fournissant les bases nécessaires à la sélection des polymères dans un contexte industriel.

Contenu

1. Physique et propriétés mécaniques des polymères

Introduction : structures chimiques des chaînes et des réseaux moléculaires, distributions de masse molaire

Propriétés physiques des macromolécules : interactions intermoléculaires, solubilité, mélanges

Structure des polymères solides : polymères amorphes vitreux, semi-cristallins et polymères à cristaux liquides

Comportement mécanique des polymères : viscoélasticité, élasticité caoutchoutique, enchevêtrement

Rupture, fatigue et la résistance à l'impact : plasticité, craquelures, "rubber toughening"

2. Technologie et mise en oeuvre des polymères

Introduction aux plastiques et leurs adjuvants : rhéologie de la mise en œuvre, cinétique de solidification, relations structure-propriétés, dégradation, biodégradation, recyclage, économie de production et impact sur l'environnement, sélection des matériaux.

Description des techniques de transformation des thermoplastiques et thermodurcis : extrusion, moulage par injection, thermoformage, soufflage et filage, revêtements, mousses, polymères « difficiles », caoutchoucs et élastomères, conception d'une pièce.

3. Travaux pratiques sur différents aspects des propriétés et de la mise en œuvre des polymères

6 séances de travail pratique en groupe, rédaction d'un rapport sur chaque TP.

 

Mots-clés

Polymères, macromolécules, propriétés mécaniques, viscoélasticité, rhéologie, mise en oeuvre, conception de pièces, sélection de matériaux

Compétences requises

Cours prérequis indicatifs

Physique générale
Chimie organique et des polymères

Concepts importants à maîtriser

Notions de calcul, chimie organique, thermodynamique classique et statistique, propriétés mécaniques, rhéologie simple, comment établir un cahier des charges, approche rationnelle de la sélection des matériaux

Acquis de formation

A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:

Compétences transversales

Méthode d'enseignement

Ex cathedra avec exercices

Travail attendu

Participation aux cours et aux travaux pratiques, résolution d'exercices, lecture du polycopié/protocoles de TP, rédaction des rapports de TP et discussion avec les assistants.

Méthode d'évaluation

Examen écrit

Rapports de TP (sauf pour les étudiants de CGC).

Ressources

Bibliographie

"Traité des matériaux vol. 14: Matériaux polymères", H.-H. Kausch (et al), 2000

"Introduction to polymers", R.J. Young and P.A. Lowell, 2008

Polycopié "Mise en oeuvre des polymères" (disponible sur le site moodle), protocoles des TPs

 

Ressources en bibliothèque

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