STM-PARC-1-Corrosion et vieillissement des matériaux

  • ue-mec-stm-parc-1-materiaux innovants et eco-respectueux
  • Mécatronique

Semestre : 9

Responsable(s) du contenu pédagogique
  • Thierry ROLAND
Total coefficients : 2
Total heures : 21 (7,5 cours, 4,5 TD, 9 TP)
Total heures travail personnel : 15

Prérequis

Connaissances de base en chimie (acide-base-oxydo-réduction) et en chimie organique


Objectif

La durabilité des produits industriels est encore trop souvent envisagée en termes de cycles ou d’heures de fonctionnement, définis par une approche mécanique, avant ou après la conception. Or tout produit industriel évolue dans un environnement plus ou moins agressif, il est donc nécessaire d’envisager sa durabilité en ayant à l’esprit l’existence de cette interaction avec l’environnement et les possibles risques de dommage qui peuvent en résulter. Cette notion fondamentale est la définition même de la corrosion, première cause de dégradation des matériaux et donc des systèmes.
Ce cours dresse l'tat des connaissances dans la compréhension et la prévention des principaux phénomènes de corrosion et de dégradation des matériaux métalliques et polymères. En particulier, les problèmes de corrosion des dispositifs médicaux implantables seront abordés ainsi que les moyens de favoriser leur bio intégration par dépôts électrolytiques.


Compétences attendues

Axe A1 : CONNAISSANCES ET COMPRÉHENSION
Capacité à mettre en place un raisonnement scientifique rigoureux. Capacité à mobiliser les ressources d'un large champ de sciences fondamentales.
- Connaître et expliquer les concepts théoriques relatifs à un large champ de sciences fondamentales
- Formaliser un problème à l'aide d'outils analytiques ou numériques
- Être capable de résoudre un problème scientifique à l'aide de méthodes analytiques ou numériques
- Être capable de transposer les connaissances scientifiques dans le domaine de la spécialité

Axe A2 : ANALYSE TECHNIQUE
Capacité à mobiliser les ressources dans le domaine de la spécialité. Mettre en œuvre des connaissances techniques multidisciplinaires pour résoudre des problèmes d'ingénierie.
- Identifier un problème, le reformuler
- Déterminer les leviers d'actions permettant de résoudre un problème
- Identifier et comparer des méthodes de résolutions potentielles

Axe A3 : CONCEPTION TECHNIQUE
Capacité à mobiliser ou à développer des nouvelles méthodes de conception afin de concevoir des produits, des processus et des systèmes en tenant compte des dernières avancées techniques dans le domaine tout en prenant en compte les enjeux environnementaux et énergétiques.
- Analyser et comparer un large champ de données techniques
- Définir les solutions techniques répondant au besoin
- Réaliser et interpréter des simulations


Programme

Les thèmes développés dans ce cours sont les suivants :
- Notions de base d?lectrochimie (thermodynamique et cinétique électrochimique) : Application aux piles, électrolyses, revêtements électrolytiques.
- Présentation des outils électrochimiques applicables à la corrosion (corrosion humide)
- Mécanismes de la corrosion électrochimique, systèmes couplés à électrodes localisées, couplage d?lectrodes non localisées : corrosion généralisée, état actif et état passif, corrosions localisées (caverneuse, par piqûres, intergranulaire, sous contrainte)
- Vieillissement physique : absorption de solvant (plastification, gonflement différentiel, fissuration) et perte d’adjuvants (stabilisants, plastifiants)
- Vieillissement chimique : thermique (en présence ou non d’oxygène), photochimique (radiations solaire), hydrolytique, biochimique, réactifs chimiques

Lors des séances de TD, des modélisations multiphysiques seront présentées pour simuler la corrosion à l?chelle microscopique afin d?tudier les mécanismes fondamentaux, et à des échelles plus grandes pour déterminer comment protéger les structures massives de la corrosion.


Contraintes pédagogiques - Méthodes pédagogiques

Utilisation de Moodle avec la mise à disposition de ressources pédagogiques, de descriptions des outils d’analyses électrochimiques disponibles lors des séances de TP, de ressources associées à la modélisation numérique multiphysique.


Contraintes pédagogiques - Moyens spécifiques

Utilisation des moyens de la PF SMIS (outils de caractérisation, outils de simulation numérique) pour les TP associés.


Mode d'évaluation

Projet : études de cas à réaliser en binôme ou en trinôme sur la durée du semestre, impliquant des moyens de production des surfaces à étudier (préparation des surfaces, revêtements, marquage, traitements thermochimiques) et les moyens de caractérisations.

Livrable : synthèse des travaux réalisés (préparation des échantillons, description des moyens de production et de caractérisation, plan d’expérience au regard d?léments bibliographiques, résultats essais et caractérisations, analyses des résultats), sous la forme d’un article scientifique.

Utilisation d’une grille de compétences pour réaliser l?valuation des étudiants


Bibliographie

Dieter Landolt : Corrosion et chimie des surfaces des métaux, Traité des Matériaux 12, Presses polytechniques et universitaires romandes, 1997, ISBN: 978-2-88074-245-4
Bernard Normand : Prévention et lutte contre la corrosion, Matériaux, Presses polytechniques, et Universitaires Romandes, 2004, ISBN: 978-2-88074-543-1
F. Dabosi : Corrosion localisée, Editions EDP 1994, ISBN: 978-2-86883-240-5
B. Baroux : La corrosion des métaux, Editions Dunod, 2014, ISBN: 978-2-10-070546-7



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