Université Côte d'azur
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ECUE CHIMIE : Polymères

Code de l'ECUE : SPEC317

Ce cours est proposé dans 3 UE
PORTAIL SCIENCES ET TECHNOLOGIES
Chimie des matériaux
Campus Valrose
Licence 2
Semestre impair
Français

PRESENTATION

Les polymères : une présence omniprésente dans notre quotidien

Quel est le point commun entre une bouteille en plastique, un brin d’ADN, une feuille de cellulose issue du bois, une peinture, une colle, un vernis, un pot de yaourt, un pneu, une pale d’éolienne, un pare-chocs de voiture, une seringue ou encore un « stent » utilisé pour traiter les obstructions des artères coronaires ?

Tous ces objets, pourtant issus de domaines variés, ont une caractéristique commune : ils reposent sur l’utilisation de polymères, également appelés macromolécules. Ces matériaux, souvent désignés sous le terme générique de plastiques, sont aujourd’hui incontournables dans notre quotidien et omniprésents dans la nature.

Leur polyvalence leur permet d’être utilisés dans une multitude de secteurs, allant de l’industrie spatiale et automobile à la construction navale, en passant par la pharmacie, la cosmétique, l’agroalimentaire et même le domaine médical. Grâce aux avancées technologiques, les polymères ont permis d’améliorer la conservation des aliments, de concevoir des matériaux composites à la fois ultra légers et performants, et de réduire les émissions de CO₂ en allégeant les véhicules et avions.

Cependant, leur usage massif soulève d’importants défis environnementaux, notamment en ce qui concerne les plastiques à usage unique, responsables d’une pollution accrue des écosystèmes. Face à ces enjeux, la recherche s’efforce de trouver des solutions durables, telles que le recyclage, la biodégradabilité ou encore le développement de polymères biosourcés, destinés à remplacer les polymères pétrosourcés.

Ce cours offre une approche approfondie de la chimie et physico-chimie des polymères, permettant de mieux comprendre les relations entre structure et propriété de ces matériaux. Il aborde également les aspects sociétaux et environnementaux à travers une approche scientifique, offrant ainsi les outils nécessaires pour saisir les enjeux liés à l’évolution de ces matériaux dans notre société.

Responsable(s) du cours

Présentiel

  • 22h de cours magistral
  • 4h de travaux dirigés

PREREQUIS

Avant le début du cours, je dois ...
  • Avant le début du cours l'étudiant dois faire le test d'introduction disponible dans Moodle, onglet "Introduction"

OBJECTIFS

A la fin de ce cours, je devrais être capable de...
  • Identifier les grandes familles de polymères et leurs principales caractéristiques.
  • Calculer une masse molaire moyenne en masse et en nombre ainsi qu’un indice de dispersité.
  • Comprendre les relations fondamentales entre la structure chimique des polymères, leurs propriétés et les procédés de mise en forme, permettant d’optimiser leur utilisation dans diverses applications industrielles.
  • Maîtriser plusieurs méthodes expérimentales permettant d’accéder à ces grandeurs et en comprendre les principes fondamentaux.
  • Analyser la structure d’un polymère ou son procédé de mise en forme afin de prédire qualitativement ses principales propriétés.
  • Interpréter des mesures thermiques et mécaniques, en déterminant notamment un taux de cristallinité, une température de fusion ou de transition vitreuse, ainsi qu’une vitesse de cristallisation.
  • Grâce à cette formation, l’étudiant développera une solide compréhension des bases de la chimie et de la physico-chimie des polymères, lui permettant d’aborder avec rigueur les enjeux scientifiques, industriels et environnementaux liés à ces matériaux omniprésents dans notre quotidien.

CONTENU

  • Macromolécules et polymères

    Du monomère à la macromolécule

    Nomenclature des polymères

    Masses molaires des polymères

    Constitution des macromolécules

    Structure conformationnelle 

    Stéréorégularité

    Copolymères

  • Polymères thermoplastiques

    Polymères thermodurcissables

    Elastomères

    Polymères amoprhes

    Polymères semi-cristallins

    Composites et biocomposites

    Grandes structures chimiques et les grands polymères industriels

    Polymères naturels et synthétiques

    Polymères recyclables, biodégradables et biosourcés

  • Grands procédés de mise en forme des polymères

    Extrusion

    Soufflage de gaine

    Injection

    Soufflage de corps creux

  • Polyaddition - polycondensation

    Polymérisation radicalaire

    Polymérisation ionique

  • Propriétés thermiques et mécaniques

    Méthodes de caractérisation des polymères

    État vitreux

    État cristallin

    État caoutchoutique

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Important
Ce syllabus n’a aucune valeur contractuelle. Son contenu est susceptible d’évoluer en cours d’année : soyez attentifs aux dernières modifications.