Polymères et composites biosourcés

Libellé du cours :	Polymères et composites biosourcés
Département d'enseignement :	CMA / Chimie et Matière
Responsable d'enseignement :	Madame FABIENNE SAMYN
Langue d'enseignement :
Ects potentiels :	0
Grille des résultats :	Grade de A à F
Code et libellé (hp) :	ENSCL_CI_M9_A1_1 - Polym. & composites biosourcés

Equipe pédagogique

Enseignants : Madame FABIENNE SAMYN / Madame SOPHIE DUQUESNE / Monsieur OLIVIER GABUT
Intervenants extérieurs (entreprise, recherche, enseignement secondaire) : divers enseignants vacataires

Résumé

Cet enseignement fait partie d’une UE construite autour d’une étude de cas « fil rouge » qui consiste à répondre à une problématique industrielle en s'appuyant sur les connaissances et compétences acquises dans les cours et TD. Ce projet global consistera à proposer sur la base d'arguments quantifiés des solutions comparatives d’utilisations durables des ressources. Le cours proposé sur les matériaux biosourcés se décompose en deux parties qui abordent d’une part les matières plastiques d’origine renouvelable (10 h, Mr Gabut) et d’autre part les bio-composites (4 h, Mme Samyn). Le cours sur les matières plastiques d’origine renouvelable fait suite et complète le cours de deuxième année du cycle ingénieur sur les principales macromolécules naturelles (amidon, cellulose et dérivés cellulosiques, protéines). Il commence par présenter et discuter des données en lien avec le monde du renouvelable, puis il aborde et définit les différentes catégories de matériaux plastiques à connotation environnementale (biodégradable, biopolymère, bioplastique, plastiques biosourcés) et en précise les modes d’obtentions, les avantages et les inconvénients. L’approche prévoit la projection d’un film documentaire avec la recherche d’avis critiques de la part des étudiants par une séance de post it, elle se termine par une présentation des matières plastiques réellement présentes sur le marché avec des exemples d’application et des échantillons de matières ou de produits. Dans un second temps, l’utilisation de ressources bio-sourcées pour la conception de composites est également abordée dans ce module (4 h). Il s’agit de montrer au travers d’exemples les propriétés et paramètres à prendre en compte lors de la conception de tels matériaux pour en faire des matériaux performants. Après une introduction présentant le contexte et définissant le vocabulaire se rapportant aux composites bio-sourcés, un état de l’art sur les types de fibres utilisables et leurs propriétés est tout d’abord proposé. Les techniques de mise en œuvre des composites bio-sourcés sont ensuite présentées en insistant sur les challenges à relever. L’importance de l’adhésion fibres/matrice est particulièrement détaillée en comparant les propriétés de composites réalisés avec des fibres fonctionnalisées ou non. Une brève description des techniques propres à la caractérisation de surface des fibres sera faite. Le cours se décompose en deux parties qui abordent d’une part les matières plastiques d’origine renouvelable (10 h, Mr Gabut) et d’autre part les bio-composites (4 h, Mme Samyn). Le cours sur les matières plastiques d’origine renouvelable fait suite et complète le cours de deuxième année du cycle ingénieur sur les principales macromolécules naturelles (amidon, cellulose et dérivés cellulosiques, protéines). Il commence par présenter et discuter des données en lien avec le monde du renouvelable, puis il aborde et définit les différentes catégories de matériaux plastiques à connotation environnementale (biodégradable, biopolymère, bioplastique, plastiques biosourcés) et en précise les modes d’obtentions, les avantages et les inconvénients. L’approche prévoit la projection d’un film documentaire avec la recherche d’avis critiques de la part des étudiants par une séance de post it, elle se termine par une présentation des matières plastiques réellement présentes sur le marché avec des exemples d’application et des échantillons de matières ou de produits. Dans un second temps, l’utilisation de ressources bio-sourcées pour la conception de composites est également abordée dans ce module (4 h). Il s’agit de montrer au travers d’exemples les propriétés et paramètres à prendre en compte lors de la conception de tels matériaux pour en faire des matériaux performants. Après une introduction présentant le contexte et définissant le vocabulaire se rapportant aux composites bio-sourcés, un état de l’art sur les types de fibres utilisables et leurs propriétés est tout d’abord proposé. Les techniques de mise en œuvre des composites bio-sourcés sont ensuite présentées en insistant sur les challenges à relever. L’importance de l’adhésion fibres/matrice est particulièrement détaillée en comparant les propriétés de composites réalisés avec des fibres fonctionnalisées ou non. Une brève description des techniques propres à la caractérisation de surface des fibres sera faite. Les séances de TP associées à cet enseignement théorique seront utilisées par les étudiants pour réaliser des expériences qui serviront à apporter des données quantitatives pour étayer leur argumentaire pour le projet du fil rouge (rendement d’un recyclage chimique, énergie consommée, propriétés de bioplastiques ou bio-composites…). Les étudiants seront ainsi amenés : - à faire une recherche bibliographique dans le cadre du projet du fil rouge afin de proposer les solutions alternatives qu’ils souhaite étudier, - à planifier la commande des produits chimiques nécessaires à leurs expérimentations dans la limite d’un budget imposé - à proposer leur plan de manipulation et de caractérisation et à l’organiser sur les 4x4h de TP - à réaliser le travail planifié - à évaluer l’impact environnemental de la solution proposée

Objectifs pédagogiques

Il s’agit de présenter de façon non exhaustive le domaine des matières plastiques d’origine renouvelable et la manière dont on peut valoriser les fibres naturelles dans des applications composites, en faisant ressortir les points forts et les points faibles de ces différents matériaux. L’élève ayant suivi ce module sera capable d’avoir un esprit critique vis-à-vis des matières plastiques d’origine renouvelable, bio-composites et de leurs propriétés. Il/elle sera en mesure de comprendre les publications scientifiques qui s’y rapportent.

Objectifs de développement durable

Modalités de contrôle de connaissance

Contrôle Continu
Commentaires: L’évaluation se fait de manière globale sur la totalité des enseignements de l’UE. Elle portera sur le projet fil rouge et se fera sur la base de livrables intermédiaires, d’un exposé et d’un rapport final

Ressources en ligne

Pédagogie

Les notions générales sont abordées de manière classique (CM), entrecoupés de questionnements des étudiants et de discussions sur la base d’articles scientifiques. Les supports de cours au format PDF sont envoyés par mail aux étudiants préalablement au cours (autres formats disponibles sur demande)

Séquencement / modalités d'apprentissage

Nombre d'heures en CM (Cours Magistraux) :	14
Nombre d'heures en TD (Travaux Dirigés) :	0
Nombre d'heures en TP (Travaux Pratiques) :	0
Nombre d'heures en Séminaire :	0
Nombre d'heures en Demi-séminaire :	0
Nombre d'heures élèves en TEA (Travail En Autonomie) :	0
Nombre d'heures élèves en TNE (Travail Non Encadré) :	0
Nombre d'heures en CB (Contrôle Bloqué) :	0
Nombre d'heures élèves en PER (Travail PERsonnel) :	0
Nombre d'heures en Heures Projets :	0

Pré-requis

Validation de l’Unité d’enseignement Chimie moléculaire et macromoléculaire au semestre 8

Nombre maximum d'inscrits

Remarques