Physique des matériaux

Durée

26h Th, 26h Pr, 1j T. t.

Nombre de crédits

Enseignant

Anne Mertens

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 comporte deux parties consacrées respectivement aux matériaux métalliques et aux matériaux polymères. 
La partie du cours consacrée aux métaux couvre les aspects suivants : Notions sur les métaux purs et le cristal métallique parfait ; Les propriétés des cristaux métalliques parfaits ; Les imperfections des réseaux cristallins ; Les alliages y compris les notions de microstructures, solutions solides, composés intermétalliques, diagrammes de phase etc ; Les propriétés mécaniques des métaux et alliages ; Les traitements thermiques y compris leurs effets sur la microstructure et les propriétés mécaniques des alliages métalliques.
Pour la partie du cours consacrée aux matériaux polymères, la matière couverte concerne les aspects suivants: Introduction au matériau polymère; Distinction des polymères; Etat structural; Température de transition vitreuse; Synthèse; Rhéologie (y compris l'élasticité des caoutchoucs); Collage; Mouillabilité; Propriétés mécaniques. Le cours présente la spécificité d'expliquer le comportement macroscopique du matériau (propriétés mécaniques, rhéologie, effet de la température, transparence, ...) à partir de données microscopiques elles-mêmes liées à la thermodynamique (énergie de liaison, entropie, cristallinité, énergie libre, état structural, longueur de chaîne moyenne, ...) et à d'autres considérations spécifiques (isomérie, géométrie, longueur de chaîne,...).

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

Pour la partie métaux, l'étudiant devra avoir compris la spécificité du matériau métallique ainsi que son origine et ses conséquences. Cela passe notamment par :

• Une compréhension approfondie des mécanismes de liaison, de la thermodynamique (diagramme de phases...), de la constitution du réseau cristallin et de ses implications sur les mécanismes de déformation des métaux
• Une connaissance approfondie des mécanismes qui sous-tendent les effets des éléments d'alliages  (notions de solutions solides, de composés intermétalliques...) sur les propriétés des alliages métalliques, et de la façon dont les traitements thermiques permettent de modifier ces effets.
• Une maitrise des propriétés macroscopiques du matériau métallique (avec leur origine physique, thermodynamique, ...).

• Une compréhension approfondie des mécanismes de liaison, de la thermodynamique, de la visco-élasticité, de l'effet de la température et des propriétés générales en rapport avec les polymères 
• Une connaissance des méthodes qui permettent de synthétiser les polymères ainsi que l'évaluation et le contrôle de leur propriétés.
• Une maitrise des propriétés macroscopiques du matériau polymère (avec leur origine physique, chimique, statistique, thermodynamique, ...).

Savoirs et compétences prérequis

Cours de physique de base. Notions de thermodynamique.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Pour la partie dédiée aux matériaux métalliques, les TP sont organisés en une séance de 4 à 5 ateliers (1/2 journée) (mesure du module de Young, diagramme d'équilibre et calcul thermodynamique, diagramme Fe-C, trempe). Les étudiants sont répartis par groupe de 3-4. Un rapport coté est à remettre après le TP.
Pour les matériaux polymère, les TP sont organisés en une séance (1/2 journée) de 6 à 7 ateliers (essai de choc, comportement au feu, essai de traction, mouillage, rhéologie, statistiques). Les étudiants sont répartis par groupe de 3. Un rapport coté est à préparer (après le TP).

Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance)

Présentiel
Cours théoriques et TPs au 2nd quadimestre.
Les informations pratiques seront mis à disposition des étudiants sur eCampus.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Les notes de cours seront mises à disposition des étudiants sur eCampus.

Modalités d'évaluation et critères

L'évaluation sera réalisée sur base d'un examen écrit (80 points), d'un devoir à domicile (métaux) valant pour 10 points et du rapport de laboratoire polymères (10 points).

Obligation de participer aux deux séances de TP et de fournir les rapports pour passer l'examen final.  Des pénalités s'appliqueront si les rapports sont rendus après la date-limite spécifiée au cours.

Examen écrit pendant la session de juin (80% de la cote finale).  La cote des TP (rapports) est reportée pour la 2de session. 

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Contacts

Prof. Anne Mertens 
email: anne.mertens@uliege.be,
Bureau: Bâtiment B52, local +2/411

Assistant : Tommaso Maurizi Enrici 
email: tommaso.maurizi-enrici@uliege.be
Bureau: Bâtiment B52, local +2/509

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

- Cours magistral à distance (podcasts + supports au format pdf)
- Exercices à réaliser à domicile - Réponses à envoyer par email

Matière de l'évaluation

Les supports de cours mis à disposition des étudiants cette année via eCampus ont été adaptés pour ne conserver que la matière effectivement vue au cours et qui peut donc faire l'objet d'une évaluation.
 
 
 

Méthodes d'évaluation

Examen écrit à distance (plateforme eCampus)

Contact

Voir ci-dessus

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

Matière de l'évaluation

Les supports de cours mis à disposition des étudiants cette année via eCampus ont été adaptés pour ne conserver que la matière effectivement vue au cours et qui peut donc faire l'objet d'une évaluation.
Les étudiants sont invités à poser leurs questions éventuelles sur la matière du cours dans les forums ouverts à cet effet sur eCampus.

Méthodes d'évaluation (et plateforme utilisée)

L'examen se fera par écrit et à distance via la plateforme eCampus.
Comme en première session, l'examen comportera:
* 1 ou 2 exercices similaires à ceux réalisés à domicile
* Des questions ouvertes. Pour répondre à l'une ou l'autre de ces questions, les étudiants devront être en mesure de télécharger une image d'un graphique ou d'un schéma. Ils devront donc avoir accès à un scanner, un appareil-photo numérique, gsm ou tablette
* Des questions à choix multiples

Contact(s)

Prof. Anne Mertens
email: anne.mertens@uliege.be,
Assistant : Tommaso Maurizi Enrici
email: tommaso.maurizi-enrici@uliege.be