Programme - Master « Science des matériaux »
U.E. 1 Electrolytes, interfaces et matériaux
- Solvants / Electrolytes (20h) :
- Propriétés physicochimiques et thermodynamiques des électrolytes
- Electrochimie fondamentale et applique aux électrolytes
- Electrolytes pour dispositifs de stockage de l’énergie (batteries,supercondensateurs, Piles à Combustible, …)
- Liquides ioniques, synthèse, physicochimie, thermodynamique et applications aux NTE
- Surfaces et interfaces (20h) :
Interfaces liquide /liquide, Interfaces Solide / liquide, Interfaces solide gaz
Systèmes polydispersés, émulsion
Systèmes polydispersés, émulsion
- Phénomènes de surface
Tension superficielle
Mouillabilité et angle de contact
Adsorption
Mouillabilité et angle de contact
Adsorption
- Thermodynamique des interfaces chargées
Origine des charges de surface
Modèles et application
Electrode / électrolytes
Modèles et application
Electrode / électrolytes
- Matériaux organiques conjugués (20h)
- Notion de dopage
- Propriétés électriques et diagrammes de bandes des semiconducteurs organiques
- Electropolymérisation et synthèses chimiques
- Caractérisations électrochimiques et physico-chimiques
- Nanocomposites-Nanostructures
- Application aux dispositifs électrochromes organiques, actionneurs, biocapteurs…
- Matériaux pour l’énergie (20h)
- Graphite, carbone amorphe, carbone activé, carbone vitreux
- Matériaux d’électrode à base de métaux de transitions : structure et propriétés :
- Membranes polymères synthèse et propriétés:
Membranes conductrices ioniques
Membranes micro-poreuses
Organisation des polymères en milieu solvant
Membranes micro-poreuses
Organisation des polymères en milieu solvant
Compétences acquises : Maîtrise de la synthèse et des techniques de caractérisations des matériaux et des électrolytes
U.E. 2 Dispositifs pour l’énergie
- Batteries (20h)
- séparateur
- électrolytes liquides, gélifiés et solides
- matériaux d’électrode
- modélisation des phénomènes de transport
- sécurité, cyclages et performances
- Supercondensateurs (20h)
- Configuration et paramètres caractéristiques (technique potentiométrique et ampérométrique pour l’étude des supercondensateurs, courbes de charge et décharges, cyclage, quantité de charge, capacitance, capacité spécifique, énergie, puissance, cyclabilité, diagramme de Ragone, équation de Pukert)
- La spectroscopie d’impédance électrochimique appliquée à l’étude des supercondensateurs (étude des interfaces électrochimiques, mesure de la résistance série, circuit équivalent, capacitance)
- Les matériaux d’électrodes (carbones et nanotube de carbone, oxydes métalliques, polymères conducteurs, composites)
- Etude de quelques dispositifs : Carbone-Carbone, polymère conducteurs, oxydes métalliques….
- Les dispositifs hybrides
- Les électrolytes spécifiques (polyélectrolytes, électrolytes solides, liquide ionique, électrolytes gélifiés…)
- Photovoltaïque organique, diodes électroluminescentes organiques, électronique organique (20h)
- Les cellules solaires hybrides solides à colorants (à électrolyte liquide, tout solide)
- Principe de fonctionnement et configuration des OLEDs, technologie d’élaboration de dispositifs, les matériaux utilisés.
- Transistors organiques
- Electronique moléculaire
- Dispositifs électrochromes (10h)
- Les oxydes électrochromes
- Vitesse de commutation, efficacité électrochrome, effet mémoire,
- Vieillissement, cyclabilité
- Les dispositifs hybrides organiques/inorganiques
- Les applications
- Piles à combustible (10h)
- Approfondissement sur les piles à combustibles de type PEMFC, SOFC, DMFC
- Structure d’une AME, polarisation, rendement, gestion de l’eau
- Electrode, membranes, catalyseurs
- Gestion des gaz, GDL, reformage
- Industrie, prototype et réalité commerciale
Compétences acquises : connaissances approfondies des dispositifs de stockage et de conversion de l’énergie (chimique ou solaire) et des dispositifs électro-optiques. Connaissances approfondies des matériaux entrant dans la composition de ces technologies.
U.E. 3 Matériaux inorganiques
- Matériaux pour l’optique (36h)
- Physico-Chimie des oxydes Composés solides non stochiométriques (14h)
Compétences acquises : connaissances approfondies des matériaux exploités principalement dans les industries optiques et micro-électroniques et expérimentation des techniques de spectroscopies optique et vibrationnelle.
U.E. 4 Matériaux en couches minces
- Dépôts voie liquide, Gaz Plasma (40h)
- Mémoires non-volatiles à basse consommation : Matériaux et technologies (26h)
Compétences acquises : Connaissances approfondies en méthodes de dépôts de couches minces. Expérimentation des techniques approfondies d’élaboration de matériaux en films et couches minces et des techniques avancées de caractérisation de matériaux
U.E. 5 Matériaux pour les nouvelles technologies de l’énergie
- Matériaux semi-conducteurs (10h)
conversion photovoltaïque.
- Matériaux pour la conversion thermoélectrique (17h)
- Matériaux Piézoélectriques (10h)
- Matériaux supraconducteurs (21h)
Compétences acquises : connaissances approfondies des matériaux exploités principalement dans les industries de la microélectronique (leur élaboration et leurs applications), dans le domaine de la transformation d’énergie thermique en énergie électrique et vice versa (ex : les générateurs thermoélectriques et les refroidisseurs Peltier).
U.E. 6 Culture industrielle (76h)
- Aspects juridiques et économiques de l'entreprise
- Communication et management des ressources humaines
- Anglais technologique
- Ressources humaines
- Projet
- Insertion professionnelle
Compétences acquises : sensibilisation au contexte économique, relationnel et juridique pertinent pour le développement industriel des matériaux, de la maintenance industrielle, et de leur place dans le secteur économique.
U.E. 10 Stage (au minimum quatre mois)
Soit en entreprise pour une finalité professionnelle
Soit dans un laboratoire de recherche ou de R&D pour une finalité recherche