Programme des cours 2020-2021
BCHV3040-1  
Polymères, Polymères
Durée :
18h Th
Nombre de crédits :
Bachelier en chimie, orientation chimie appliquée2
Nom du professeur :
Philippe BAYARD
Coordinateur(s) :
Philippe BAYARD
Langue(s) de l'unité d'enseignement :
Langue française
Organisation et évaluation :
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Unités d'enseignement prérequises et corequises :
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement :
Cette Unité d'Enseignement est consacrée aux macromolécules de synthèse et aux principales méthodes permettant de les obtenir. Les aspects physico-chimiques de ces réactions et les propriétés mécaniques des matériaux polymères sont introduites conjointement aux aspects purement synthétiques. Une partie du cours est également consacrée aux principales méthodes de caractérisation.
Chapitre 1 : Généralités Origine des polymères - Notion de polymère - Monomères et fonctionnalité - Configurations des chaînes macromoléculaires - Mécanismes de polymérisation - Masses moléculaires moyennes et distribution des masses moléculaires.
Chapitre 2 : Polymères à l'état solide Liaisons et interactions secondaires - Thermoplastiques, thermodurcissables et élastomères - Polymères amorphes et cristallins - Etats physiques et transitions de phases : Tg et Tm - Détermination de la cristallinité.
Chapitre 3 : Polycondensations Définitions et caractéristiques générales - Fonctionnalité des monomères - Principaux polycondensats - Cinétique des polycondensations linéaires - Statistique des polycondensations linéaires - Contrôle des masses moléculaires des polycondensats linéaires.
Chapitre 4 : Analyses physiques Méthodes thermiques : DSC et thermogravimétrie - Propriétés mécaniques : élasticité, extension, cisaillement, courbes contrainte-déformation - Module - Courbes isochrones - Courbes maîtresses ou pilotes - Equivalence t / T.
Chapitre 5 : Polymérisation anionique Principaux monomères - Espèces actives - Mécanisme de la polymérisation anionique - Cinétique de la polymérisation anionique - Polymérisation vivante - Contrôle de la structure des chaînes - Copolymères séquencés - Stéréosélectivité.
Chapitre 6 : Polymérisation cationique Principaux monomères - Amorceurs - Mécanisme de la polymérisation cationique - Cinétique de la polymérisation cationique - Isomérisations - Application industrielle : le caoutchouc butyle.
Chapitre 7 : Détermination des masses moléculaires Analyse des bouts de chaîne - Mesures des propriétés colligatives - Viscosimétrie capillaire - Relation de Mark-Houwink - Chromatographie sur gel perméable - Étalonnage spécifique - Étalonnage universel - Diffusion lumineuse - Spectrométrie de masse.
Chapitre 8 : Polymérisation radicalaire Principaux polymères - Mécanisme de la polymérisation radicalaire - Cinétique de la polymérisation radicalaire - Réactions radicaux-molécules - Transferts de chaînes, inhibiteur et retardateur - Degré de polymérisation et chaîne cinétique - Méthodes de polymérisations radicalaires.
Chapitre 9 : Polymérisation par les complexes de métaux de transition Catalyseurs Ziegler-Natta hétérogènes, supportés et homogènes - Mécanisme d'amorçage et de propagation - Polymérisation de l'éthylène par le procédé Phillips - Polymérisation des cyclooléfines par métathèse - Principaux types de polymères : polypropylène isotactique, polyéthylène, copolymères éthylène-propylène, polydiènes.
Chapitre 10 : Copolymérisation Mélanges de polymères - Copolymères - Composition des copolymères statistiques radicalaires - Equation de copolymérisation - Rapports de réactivité - Copolymérisation azéotropique - Copolymérisation idéale - Copolymérisations non- idéales - Structure chimique et réactivité des monomères.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement :
1. Compétence(s) - Capacité(s) :
  • C1 - Communiquer et informer CA1.4 -Utiliser le vocabulaire adéquat
  • C3 - S'engager dans une démarche de développement professionnel CA3.2 -S'informer et s'inscrire dans une démarche de formation permanente
  • C5 - Maîtriser les concepts scientifiques CA5.1 -Appliquer les connaissances des sciences fondamentales et utiliser à bon escient le vocabulaire des domaines
  • C7 - Maîtriser les processus industriels CA7.7 - Définir les propriétés des principaux matériaux organiques et inorganiques  
2. Acquis d'apprentissage(s) terminaux visé(s)
  • Aat 01 : préparer d'un point de vue théorique, méthodologique et logistique, en tenant compte des contraintes matérielles et temporelles qui lui sont imposées, les activités techniques qu'il sera amené à mettre en œuvre dans le cadre d'un laboratoire de recherche et de développement.
  • Aat 03 : analyser les méthodes de laboratoire, leur mise en pratique et la pertinence du résultat en mobilisant les concepts scientifiques acquis.
  • Aat 08 : communiquer les données scientifiques théoriques et expérimentales en lien avec les activités dont il est responsable, aussi bien oralement que par écrit, avec les collègues et la hiérarchie.
  3. Acquis d'Appentissage spécifiques
  • Décrire les principales méthodes de polymérisation (polycondensation, polymérisations anionique, cationique, radicalaire et coordinative) d'un point de vue mécanistique et physico-chimique.
  • Ecrire les structures détaillées des principaux polymères ou types de polymères abordés au cours.
  • Décrire les principes et les domaines d'applications des principales méthodes de caractérisations des polymères abordées au cours (détermination des masses moléculaires, méthodes mécaniques et méthodes thermiques).
  • Décrire les propriétés des polymères à l'état solide (polymères amorphes et semi-cristallins).    

 
Savoirs et compétences prérequis :
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride) :
Exposés en présentiel par l'enseignant, si les conditions sanitaires liées à la pandémie de Covid-19 le permettent, sinon, les exposés seront fait en distanciel via le logiciel Teams.
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
Support(s):
  • Le diaporama et le syllabus du cours théorique sont disponibles sur moodle.
Référence(s):
  • BILLMEYER, F.W. Textbook of Polymer Science, Wiley, 1984
  • MERCIER, J.P. Chimie des Polymères, Traité des matériaux (vol. 13), Presses Romandes
  • FONTANILLE, M. - GNANOU, Y. Chimie et Physico-chimie des Polymères, Dunod, 2004
  • STEVENS, M.P. Polymer Chemistry, Oxford University Press, 1999
Modalités d'évaluation et critères :
Conformément à la circulaire de rentrée académique 2020-2021, des codes couleur ont été établis pour l'enseignement supérieur dans le cadre de la lutte contre le coronavirus. Les engagements pédagogiques ont été rédigés sur base du code « jaune ».
En cas de passage en code « orange », les examens prévus en présentiel pourraient être organisés à distance. En cas de passage en code « rouge », aucune évaluation ne pourra être organisée en présentiel. Les modalités d'évaluation sont donc susceptibles d'évoluer.
Examen écrit à livres fermés et sans formulaire
1ère session - 1er quadrimestre = 100% 2ème session - 3ème quadrimestre = 100%
Le jury décide si un déficit est jugé inacceptable (en fonction de l'importance du déficit, de sa gravité ou du caractère nécessaire ou indispensable des compétences non acquises). Dans l'affirmative, le jury peut définir une note pour l'ensemble de l'UE inférieure à 10/20. Cette note est représentative du niveau de la non acquisition des compétences requises dans l'UE." 
Stage(s) :
Remarques organisationnelles :
Tenant compte de la situation sanitaire et du Protocole pour la reprise des cours dans l'enseignement supérieur émanant de la Ministre Glatigny, les modalités prévues pour l'organisation et l'évaluation de l'Unité d'enseignement BCH-V-3040 sont susceptibles d'être modifiées en cas d'évolution du risque épidémique et d'un retour vers un confinement total ou partiel.
Contacts :