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STM-PARC-1-Electrochimie (corrosion/vieillissement)

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

Responsable(s) du contenu pédagogique


Total crédits : 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.


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.


Compétences attendues

- Connaître les outils nécessaires pour appréhender la durabilité physicochimique des matériaux métalliques et polymères.
- Mettre en oeuvre les moyens de mesure et de contrôle de la corrosion : aspects cinétiques et
dynamiques.


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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