Programme des cours 2025-2026
ATTENTION : version 2024-2025 de l'engagement pédagogique
BCHV3040-1  
Polymères, Polymères
Durée :
24h Th
Nombre de crédits :
Bachelier en chimie, orientation chimie appliquée2
Nom du professeur :
Martin GILLARD
Coordinateur(s) :
Martin GILLARD
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 à la chimie des macromolécules de synthèse. Leurs principales méthodes de préparation et de caractérisation seront détaillées. Les liens entre la structure des macromolécules et leurs propriétés macroscopiques seront également décrits.

Une partie du cours sera consacrée à des applications concrètes des matériaux polymères mettant en avant leur versatilité vis à vis des autres types de matériaux. Enfin, l'accent sera également mis sur les défis de la filière en terme de durabilité et sur les réponses à apporter, notamment via une introduction à la chimie des biopolymères. 
 

Cours 1 - Les matériaux polymères : Les types de matériaux - Classification des polymères - Nomenclature - Cellophane et viscose - Historique du développement des matériaux polymères- Circularité de l'industrie des polymères en Belgique - Enjeux et défis - Les codes d'identification des plastiques

Cours 2 - Structures et État Solide des polymères : Différentes topologies - Origine des propriétés des polymères - Lien structure/propriétés - Copolymères - Tacticité et isomérie - Masse molaire moyenne en nombre et en poids - Polydispersité.

Cours 3 - Polymérisation par étapes : Polycondensation et polyaddition - 8 Principaux polymères par polycondensation - Résine bakélite - Relation de Carothers - Indice de polydispersité

Cours 4 - Polymérisation en chaîne : Illustration des es grandes étapes des polymérisations en chaîne - Comparaison cinétique avec la polymérisation par étapes - Approche thermodynamique de la polymerisabilité - Polymérisation vivante vs. Contrôlées (illustration) - Synthèse des copolymères à bloc

Cours 5 - Polymérisation radicalaire : Rappel sur la réactivité des radicaux libres - Grandes étapes de la polymérisation radicalaire - Méthode de contrôle des radicaux (NMP, ATRP et RAFT) - Contrôle/inhibition/retardement - Copolymérisation radicalaire -  Cinétique du processus - Méthodes de mises en œuvres (bulk, en solution, suspension, émulsion)

Cours 6 - États Physiques des Polymères : Notion d'énergie de cohésion -  Matériaux vitreux et cristallin - État semi-cristallin - Fusion vs transition vitreuse - Taux de cristallinité - Influence structure-propriétés physico-chimiques - Système réticulés - État caoutchoutique - Élastomères - Vulcanisation du latex                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

Cours 7 - Exercices 

Cours 8 - Polymérisation cationique : Rappel sur la réactivité des carbocations - Grandes étapes de la polymérisation cationique - Cas de la polymérisation du THF - PolyTHF biosourcé - Influence du solvant sur la polymerisabilité - Polymérisation du caoutchouc butyle

Cours 9 - Polymérisation anionique : Rappel sur la réactivité des carbanions - Grandes étapes de la polymérisation anionique - Cinétique du processus - Influence du solvant et du contre-cation - Application à la copolymérisation à bloc - Polymérisation par transfert de groupe du MMA

Cours 10 - Analyse chimique et physique des polymères : Détermination des masses moléculaires par titrages, exclusion de taille, tonométrie, et viscosimétrie - Caractérisation de la viscosité et de l'élasticité d'un matériau - Comportement viscoélastique - Relation structure-propriétés - Rhéoépaississant vs rhéofluidifiant

Cours 11 - Les biopolymères : Définition et approche de la problématique - Quelques polymères biosourcés - Quelques polymères biodégradables - Recyclabilité des polymères - Recyclages mécanique et recyclage chimique avantages et inconvénients - Notion de upcycling

Cours 12 - Polymérisation coordinative : Catalyseurs Ziegler-Natta fonctionnement et optimisations - Synthèse du polyéthylène par le procédé Phillips - Polymérisation par métathèse des oléfines - Obtention industrielle de polymères stéréocontrôlés à hautes performances                                                                                                                                                                                                                                                      

 
Compléments en ligne (non vus en cours) 
Quizz sur les structures de polymères usuels 
 
 
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 :
Il est recommandé d'avoir acquis les connaissances et compétences développées dans l' UE BCHV2120 Chimie organique 2.
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride) :
Exposés en présentiel par l'enseignant
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
Support(s):

  • Le support du cours théorique est disponible sur moovin
Référence(s):

  • BILLMEYER, F.W. Textbook of Polymer Science, Wiley, 1984
  • FONTANILLE, M. - GNANOU, Y. - SIX, J.L., Chimie et Physico-chimie des Polymères 4ème Ed., Dunod, 2021
Modalités d'évaluation et critères :
Examen écrit à livres fermés et sans formulaire

1ère session - 1er quadrimestre = 100%
2ème session - 3ème quadrimestre = 100%
 
Stage(s) :
Remarques organisationnelles :
Contacts :