| Code APOGEE | Intitulé | ECTS | CM | TD | TP | 1ère Session | 2ème Session | ||||||||||
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| CC | Examen | Dérogatoire | Examen | ||||||||||||||
| Ecrit | Oral | TP | Ecrit | Oral | TP | Ecrit | Oral | TP | Ecrit | Oral | TP | ||||||
| CSNEMMA0 | Mousses et matériaux aérés | 3 | 15 | 12 | 20% | 80% | 100% | 100% | |||||||||
Etre titulaire d’un master 1 en sciences et génie des matériaux, physique, physique fondamentale et applications, physique appliquée et ingénierie physique, sciences de la matière, chimie et sciences des matériaux
Le cours a pour but de fournir des connaissances avancées sur les propriétés physiques des mousses liquides et solides. Le cadre de pensée dans lequel ces propriétés sont modélisées est présenté. Les méthodes d’investigations expérimentales avancées pour la caractérisation des mousses liquides ou solides, ainsi que pour le contrôle de leurs propriétés d’usage sont introduites au fil du cours. Dans un premier chapitre, nous présentons les applications industrielles qui mettent en œuvre des mousses liquides ou solides, et introduisons les propriétés d’usage que l’on chercher à contrôler dans les applications. Nous présentons les propriétés physiques et physico-chimiques des mousses liquides au deuxième chapitre. Nous décrivons leurs structures, leurs processus de vieillissement ainsi que leurs propriétés rhéologiques. Les méthodes d’élaboration des mousses sont décrites. Les mousses complexes stabilisées par des particules solides ou par de fluides complexessont abordées. Le troisième chapitre a pour thème les mousses solides, matériaux aérés par excellence. Leurs structures et leurs propriétés mécaniques, thermiques et acoustiques sont décrites.
• Connaître les propriétés de structure et les propriétés dynamiques des mousses liquides et solides. • Connaître le cadre de pensée qui décrit ces propriétés et être capable d’identifier les paramètres pertinents qui les gouvernent. • Connaître les méthodes physiques et physico-chimiques d’investigation des propriétés structurales et dynamiques des mousses liquides et solides. • Etre capable de définir les caractéristiques d’une mousse liquide ou solide en fonction des objectifs ou des contraintes d’une application industrielle donnée, et d’en proposer une voie d’élaboration. • Etre capable de proposer une méthode de contrôle physique ou physico-chimique pertinente pour une application donnée.
I. Applications des mousses liquides et solides - Différents exemples issus de l’industrie par lesquels le matériau moussé est : • désiré comme produit final (mousse métallique, plastique, agroalimentaire, cosmétique ou pharmaceutique, matériau de construction, etc) • utilisé dans un procédé (décontamination nucléaire, extinction d’incendie, flottation, séparation chimique, etc) • non désiré (verre fondu et laitier, traitement des eaux, etc) - Propriétés des mousses qu’on cherche à contrôler II. Mousses liquides - Structure : paramètres physiques, lois d’équilibre locales et équilibre des pressions - Processus de vieillissement • Drainage • Mûrissement • Coalescence • Couplage entre mûrissement et drainage - Propriétés rhéologiques • Elasticité • Viscoélasticité • Plasticité • Viscosité en écoulement • Couplage entre rhéologie et vieillissement - Elaborationdes mousses et moussabilité • Typologie des générateurs de mousse (poreux,microfluidiques, etc) • Critères de moussabilité - Mousses et particules : Impact sur le vieillissement et les propriétés rhéologiques • Effet des particules solides (particules aux interfaces – mousses de Pickering-, et suspensions de particules => stabilité, renforcement) • Effet des particules molles (mousses d’émulsion et de fluides à seuil) III. Mousses solides - Structure : porosité, cellules ouvertes ou fermées - Propriétés macroscopiques • mécanique • thermique • acoustique - Procédés de fabrication
Cours magistraux et travaux dirigés. Des études de cas, basées sur des publications scientifiques, seront analysées en travaux dirigés. Le cours et les TD pourront avoir lieu en anglais si des étudiants non francophones sont inscrits au module.
Questionnaire écrit
Les mousses : Structure et Dynamique, I. Cantat, S. Cohen-Addad, R. Höhler, F. Rouyeret al (Belin 2010) (English version : “Foams: Structure and Dynamics”, Oxford University Press, 2013) Cellular materials in Nature and Medicine, L. Gibson, M. Ashby, B. Harley (Cambridge University Press 2010)
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