Matériaux inorganiques : procédés de fabrication et propriétés d'usage

Durée

30h Th, 3j Labo., 1j T. t.

Nombre de crédits

Enseignant

Stéphanie Lambert, Bénédicte Vertruyen

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au deuxième quadrimestre

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Le cours aborde la synthèse et la mise en oeuvre des matériaux inorganiques en envisageant aussi bien des matériaux produits industriellement à très haut tonnage (ciments, céramiques traditionnelles) que des matériaux fonctionnels à plus haute valeur ajoutée.
Chapitre 1 : Les ciments Ce chapitre est consacré aux procédés de fabrication du ciment Portland (y compris les réactions chimiques) ainsi qu'au phénomène de prise du ciment (théorie et mise en oeuvre). L'accent est mis sur le ciment Portland mais les autres ciments existants (ciments aux cendres volantes, ciments blancs, ciments à haut module de Young,...) sont également abordés.
Chapitre 2 : Les céramiques traditionnelles ou aluminosilicatées Ce chapitre décrit les différentes étapes de la fabrication et mise en oeuvre des céramiques, en commençant par les matières premières et leur préparation en pâte ou en barbotine et en poursuivant avec les procédés de mise en forme (pressage, coulage, extrusion,...) et de cuisson (frittage). Le chapitre discute plus en détail la rhéologie des pâtes/barbotines ainsi que la thermodynamique de l'étape de séchage. Le chapitre aborde également les propriétés d'usage des céramiques traditionnelles en passant en revue les différents domaines d'application.
Chapitre 3 : Matériaux inorganiques fonctionnels Ce chapitre comprend un premier volet discutant différentes méthodes de synthèse (réactions solide-solide, solide-liquide, solide-vapeur, précipitations, réactions en phase vapeur,...) et  présentant certaines des propriétés qui peuvent être développées par les céramiques techniques avancées (anti-abrasion, mécaniques, électriques, supraconductrices,...) Le second volet aborde plus en détail les synthèses en voie solide et à partir de précurseurs obtenus en voie aqueuse. L'approche, basée sur des exercices de recherche d'information et d'analyse de modes opératoires ainsi que des compléments d'information sur les techniques de synthèse et de caractérisation, prépare les trois journées de laboratoire décrites plus loin.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

A l'issue du cours, les étudiants seront capables de: · comprendre et exploiter les concepts théoriques et pratiques associés aux procédés de fabrication et d'usage des matériaux inorganiques; · analyser des modes opératoires de la littérature en faisant appel aux mécanismes intervenant dans les procédés de synthèse de solides inorganiques; · faire preuve de sens pratique, réaliser correctement des manipulations de synthèse et caractérisation et analyser les résultats. De plus, les séances de laboratoire en petits groupes aideront les étudiants à développer des compétences plus générales : travail en équipe, recherche d'information dans la littérature technique, analyse critique de données expérimentales, expression écrite et orale.

Savoirs et compétences prérequis

CHIM0605-2 : Chimie et matériaux inorganiques ou cours équivalent.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Les cours théoriques sont illustrés d'exercices et de 3 journées de travaux pratiques lors desquelles les étudiants travailleront par groupe de 2. Les expériences et les résultats obtenus par chaque groupe seront présentés lors d'une séance de présentations orales et feront également l'objet d'un rapport écrit.
Une demi-journée de visite est également prévue chez le cimentier CBR à Lixhe ou chez un grand fabricant de verre comme AGC Glass Europe ou encore 3B-FiberGlass. Ces visites permettent aux étudiants de se familiariser avec le domaine industriel auquel ils seront confrontés durant leur carrière.

Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)

Présentiel.
La présence des étudiants aux travaux pratiques ainsi qu'à la demi-journée de visite est obligatoire. En cas d'absence, les étudiants sont tenus de fournir un certificat médical.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Les supports de cours seront disponibles sur ecampus ou fournis lors du cours.

Modalités d'évaluation et critères

Les travaux pratiques comptent pour 40% de la cote finale. La cote de travaux pratiques sera basée sur une interrogation préalable aux laboratoires, l'attitude et le travail au laboratoire, la présentation orale et le rapport écrit.
Un examen oral est organisé en juin. Cet examen compte 3 questions de 20 points chacune, pour un total de 60% de la cote finale.
En cas de 2e session, la cote de travaux pratiques est reportée avec une pondération réduite à 20%. Une question supplémentaire portant sur le travail réalisé aux laboratoires est ajoutée à l'examen oral dont la pondération passe à 80%.

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Dates importantes (à confirmer) : - journées de travaux pratiques : vendredis 20/03, 27/03, 03/04 - présentations orales : vendredi 24/04 - visite d'usine : vendredi 15/05 - rapport écrits à rendre pour le 15/05.

Contacts

Stéphanie LAMBERT-JAMOULLE : Department of Chemical Engineering, B6a, aile nord, RDC, local 0/11.
Tél.: 04/366.47.71
E-mail: stephanie.lambert@uliege.be
Bénédicte VERTRUYEN, GREENMAT, Institut de Chimie, Bât. B6a (1er étage) Contact : de préférence par e-mail (b.vertruyen@uliege.be) éventuellement par téléphone (04/366.34.52)

Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session de mai-juin

Méthodes d'apprentissage mises en œuvre : enseignement à distance

• Les travaux pratiques et la visite d'usine ont dû être annulés
• Chapitre 2/Volet 2 : cours à distance basé sur l'analyse de modes opératoires via de nouveaux supports de cours (ppt, fichier audio, exercices sur base volontaire donnant lieu à un feedback - cf. planning et détails sur ecampus)
• Chapitre 3 (Ciments) : le cours du 8 mai sera disponible en podcast

Matière de l'évaluation

• Chapitres 1, 2(volet 1) et 3 : matière des cours en présentiel et à distance, sur base d'une liste de questions transmise aux étudiants 2 semaines avant la date de l'examen
• Chapitre 2/volet 2 : L'évaluation se base sur un travail à domicile inspiré des exercices d'analyse de modes opératoires

Méthodes d'évaluation

• Chapitres 1, 2/volet 1 et 3 (80% de la cote finale): examen oral en visioconférence, sur base de 2 questions par étudiant. Ces questions seront tirées à partir d'une liste communiquée 2 semaines à l'avance. Dans cette liste, chaque question comptera pour 15 points/20. Les 5 derniers points pour chaque question seront complétés par des questions courtes posées au moment de la vidéoconférence sans préparation.
• Chapitre 2/volet 2 (20% de la cote finale) : travail à domicile inspiré des exercices d'analyse de modes opératoires (voir ecampus pour détails, délais et critères d'évaluation)

Contact

• Stéphanie LAMBERT-JAMOULLE, stephanie.lambert@uliege.be
• Bénédicte VERTRUYEN, b.vertruyen@uliege.be

Adaptation des engagements pédagogiques suite à la pandémie de COVID-19 pour la session août-sept

Matière de l'évaluation

sans objet

Méthodes d'évaluation (et plateforme utilisée)

sans objet

Contact(s)

sans objet

Notes en ligne