Chimie ParisTech
LIVRET DES ENSEIGNEMENTS
DEUXIÈME ANNÉE
CURSUS INGÉNIEUR
CHIMIE PARISTECH
DEUXIÈME ANNEE DU CYCLE INGENIEUR
SEMESTRE 1
GENIE CHIMIQUE
GC.OPU.2.1 Opérations Unitaires
Programme :
Les opérations unitaires
Les procédés industriels
Principes mis en jeu dans les opérations de séparation
Analyse de mécanisme de transfert
Le transfert de matière en milieu biphasique
Les équilibres liquide-vapeur
Conventions et principes
Diagrammes d’équilibre de phase (P, T, composition)
Equilibre de phases
La distillation
Bilan de masse et d'énergie
Constatations expérimentés
Rectification continue – Méthode graphique de Mac Cabe et Thiele
Bilans matière sur la colonne en régime permanent
Rectification continue – Méthode graphique de Ponchon et Savarit
Fonctionnement d’une colonne de rectification
Distillation discontinue d’un binaire avec rectification
Bilan matière
Comparaison des techniques de distillation
Efficacité par partie et efficacité globale
Distillation des mélanges multicomposants
Régulation de la colonne
Projet de l'équipement (colonnes de plat et en garnissage)
Absorption
Exemples
Mode opératoire et fonctionnement du procédé
Solubilité des gaz dans les liquides
Choix du solvant
Transfert de masse
Adsorption / désorption en contre-courant
Détermination du nombre de plateaux théoriques
Trace des plateaux théoriques
Dimensionnement d’une colonne
Les contacteurs gaz-liquide
Notion de nombre et hauteur des plateaux théoriques
Etude d’une colonne à garnissage
Détermination de la hauteur de garnissage
Définition des grandeurs HUT et HEPT
Comparaison des grandeurs NUT et NPT
Extraction liquide-liquide
Principes-définitions
Exemples d’extraction liquide-liquide
Extraction en phase unique, à contre-courant et à contre-courant avec reflux
Représentation des mélanges sur les diagrammes ternaires
Les diagrammes de solubilité partielle
Choix du solvant
Courbe de distribution et droites de conjugaison
Schéma des procédés d’extraction liquide-liquide
Extraction solide-liquide
Définitions
Equilibre solide-liquide
Exemples d’extraction solide-liquide
Comparaison des opérations de contact solide-liquide : adsorption, lixiviation, séchage
Mécanisme d’extraction : étapes du transfert de matière
Représentation des équilibres d’ans l’extraction solide-liquide
Cas de l’extraction solide-liquide continue
Cristallisation industrielle
Définitions
Exemple d’applications
Courbes de solubilité et mode opératoire
GC.CR.2.1 Calcul de Réacteurs
Programme :
La cinétique chimique
Vitesse d'une réaction chimique,
Influence de la composition sur la vitesse de la réaction
Des réactions réversibles et irréversibles
La cinétique et son mécanisme
Ordre et molécularité
Influence de la température sur la vitesse de la réaction
Théorie de la cinétique des réactions élémentaires en phases liquide et gazeuse
Principes de base et classification des réacteurs
Réacteur fermé : marche discontinue
Réacteur ouverte : marche semi-continue et marche continue
Réacteurs idéaux
Réacteur batch (BSTR)
Réacteur parfaitement agité (CSTR)
Réacteur tubulaire (PFR ou PBR)
Comparaison des réacteurs parfaitement agité et tubulaire
Réacteurs agités en cascade
Réacteurs agités en série
Réacteurs Piston à recyclage
Réactions auto-catalytiques
Analyse cinétique
Le bilan de masse des réacteurs isothermes idéaux (Réacteur batch (BSTR), Réacteur agité continu
(CSTR), Réacteur tubulaire (PFR))
Méthodes d'analyse et ajustement des données cinétiques
Méthodes mathématiques pour les trois types de réacteurs : BSTR, CSTR et PFR
Méthodes des taux initiaux, de la demi-vie et de pression totale
Transformation Chimique et Rappels Thermodynamique et Cinétique
Bilan de matière dans les réacteurs idéaux (équation générale pour des réacteurs agités à marche
discontinue et à marche continue
Optimisation, performance, taux de conversion, rendement et sélectivité
Les réactions secondaires et les réactions en série
Méthodes graphiques de résolution
Réactions de multiples substitutions et réactions polymériques
Distillation réactive
Thermodynamique et Cinétique
Enthalpie et énergie libre de réaction
Phénomènes énergétiques au cours des réactions chimiques
Effet de la température et de la pression
Equation de l'équilibre énergétique (réaction exothermique et endothermique)
Fonctions Giauque
Bilan énergétique appliqué au réacteur à marche semi-continue
Bilan énergétique appliqué au réacteur agité
Bilan énergétique appliqué au Réacteur tubulaire
Réacteurs en phase non isotherme (capacité calorifique variable, réacteurs adiabatiques)
Réacteurs catalytiques hétérogènes,
Réacteurs non idéaux (temps de séjour, des réservoirs)
Dimensionnement des réacteurs CSTR et PFR
GC.SP.2.1 Simulation des Procédés
A l'issue de cet enseignement les étudiants seront capables de :
justifier de l'importance de la simulation des procédés dans le métier d'ingénieur chimiste
utiliser les principes de calculs des simulateurs de procédés pour analyser les résultats ou le
dysfonctionnement d'une simulation
justifier de l'importance et appliquer les "bonnes pratiques" dans le domaine de la simulation des
procédés
Ce cours présente les bases dans le domaines de la simulation des procédés chimiques.
Après une présentation de l'importance de la simulation des procédés, les domaines d'applications seront
évoqués. Les différents types de logiciels seront décris.
Les principes de fonctionnement et les bases mathématiques seront exposés
Enfin un guide des "bonnes pratiques" sera abordé.
La formation sera réalisée en enseignement mixte ( présentiel et à distance)
FE.GC.2.1 Formation Expérimentale en Génie Chimique
Plan des expériences :
Distillation
Introduction
Courbe d’équilibre
Diagramme enthalpique
Appareillage
Les bilans sur la colonne
Notation
Bilans globaux sur la colonne
Bilans sur le condenseur
Vérification des bilans thermiques sur la colonne
Bilans sur la colonne d’enrichissement
Colonne d’épuisement
Caractérisation de l’efficacité de la colonne : détermination de son nombre de plateaux théoriques
Notion d’étage théorique
Méthode de Mac Cabe et Thiele
Méthode de Ponchon Savarit
Partie expérimentale
Mise en route de la colonne
Première manipulation
Deuxième manipulation
Exploitation des résultats
Mise en régime de la colonne
Etude du régime permanente
Vérification des bilans de matière
Vérification des bilans thermiques
Détermination du nombre de plateaux théoriques
Discussion
Simulation avec le code Hysys
Influence des paramètres clefs
Absorption Introduction à l’absorption et à l’adsorption
Appareillage
Hydrodynamique
Calcul du point de fonctionnement de la colonne
Notion d’unité de transfert
Calcul de l’hauteur d’une unité de transfert
Estimation des hauteurs d’une unité de transfert
Manipulations
Mise en route de la colonne
Etude hydrodynamique de la colonne
Etude de l’absorption du gaz carbonique par une solution de monoéthanolamine
Déterminer la distribution du soluté à l’équilibre dans une solution aqueuse (isotherme d'adsorption)
Etude des réacteurs chimiques
Introduction
Rappels théoriques
Equations de fonctionnement des différents réacteurs idéaux
Détermination des vitesses de réaction
Détermination de la distribution des temps de séjour pour des réacteurs agités ou tubulaires
Détermination de la dispersion axiale dans les réacteurs Piston
Calcul de la conversion (taux de réaction) dans un réacteur non idéal
Procédure expérimentale
Objectif
Dispositif expérimental
Préparation des réactifs et du traceur
Conduite des expériences
Interprétation des résultats
Etude hydrodynamique des réacteurs (le comportement de l'écoulement non idéal)
Etude des taux de conversion des réacteurs et de la cinétique de saponification (détermination de la
constante de taux de réaction et l’énergie d’activation de la réaction)
Simulation des réacteurs tubulaires avec dispersion axiale
Conception d’un procédé de production de cyclohexanone
Introduction
Estimation des propriétés thermodynamiques
Etapes préliminaires
Génération d’un tableau de propriétés en Hysys
Création de la courbe de pression de vapeur
Conception du réacteur
Séparation du gaz et des déchets
Séparation des produits et recyclage
Short-cut distillation
Calcul rigoureux de la colonne
Simulation du procédé global
Ajouter le courant de recyclage
Ajout des opérations concernant l’énergie
Dimensionnement des unités
Dimensionnement d’une colonne à plateaux
Dimensionnement d’une colonne à garnissage
Evaluation économique
Oxydation catalytique de l’ortho-xylène
Introduction
Description du problème
Les hypothèses de calcul
Réacteur tubulaire : comparaison des outils de simulation - Le modèle mathématique
1er
cas : modèle piston
2ème
cas : modèle 1D avec calcul des propriétés thermodynamiques
3ème
cas : modèle 2D avec un écoulement non idéal
Les pompes
Détermination de la courbe caractéristique d’une pompe centrifuge et étude du phénomène de
cavitation.
Conclusion et observations générales
MATÉRIAUX MÉTALLIQUES : STRUCTURES ET RÉACTIVITÉS
MSR.SURF.2.1 Surfaces
Programme :
Introduction
Structure des surfaces CFC (100), (111)
Désorientation de la surface
Energie des surfaces
Introduction
Stabilité des surfaces
Calcul de l’énergie de surface
Phénomènes de germination e croissance
Composition de surfaces d’alliages
Réactivité des surfaces
Phénomènes d’adsorption
Chimisorption non-dissociative
Chimisorption dissociative
Equilibre d’adsorption-désorption
Surfaces-approfondissement
Structure électronique
Adsorption
Analyse des surfaces
Diffraction
Microscopie à effet tunnel
Microscopie à force atomique
Phénomènes d’oxydation des métaux et alliages
Thermodynamique
Etapes élémentaires
Structure
Cinétique de croissance
Contraintes
MSR.TP.2.1 Transformation de Phases
Introduction
Propriétés des métaux
Métallurgie
L’état métallique
Liaison chimique
Introduction à la théorie des bandes
L’empilement atomique
Les défauts dans le métal
Solidification
Propriétés d’alliages/métal de base
Les différents types d’imperfections
Défauts ponctues, linéaires, interfaciaux, volumiques
L’effet de taille de grain
L’effet des autres dislocations
Les diagrammes de phases
Introduction
Composant, phase, constituant
Diagramme d’équilibre
Température, composition, pression
L’énergie d’interaction dans un mélange binaire
Systèmes binaires isomorphes
Changement microstructural pendant la solidification
Diagramme binaire isomorphe
Règle des moments
Les transformations de phases
Mobilité atomique
Transformations reconstructives et displacives
Transformations homogène et hétérogène
Effets des défauts structuraux
Courbes TT
MSR.PM.2.1 Propriétés Mécaniques
Programme :
Les métaux encore au cœur des enjeux économiques
Des matériaux nouveaux pour leurs performances
Des matériaux « classiques » pour leur fiabilité
Métallurgie mécanique : réponse des métaux à des forces ou charges
Comportement mécanique des solides cristallins
Introduction aux propriétés mécaniques
Modes de chargement
Les essais mécaniques (traction, dureté, compression, torsion, flexion, résilience, frottement, fatigue)
Déformations dans les domaines élastique et plastique
Influence de la composition et de la microstructure
Loi de comportement mécanique
Limite d’élasticité et introduction à la déformation plastique
Rupture, glissement, reconstruction
Caractérisation cristallographique
Contrainte critique de glissement
Comportement mécanique des matériaux fragiles
Introduction aux propriétés élastiques des dislocations
Le tenseur de contraintes
Tenseur des déformations
Elasticité linéaire
Propriétés élastiques des dislocations (dislocations + contraintes internes)
Force exercé sur une dislocation par une contraint externe
Origine, densité et multiplication des dislocations (source de Frank et Read)
Notion de limite d’élasticité dans un métal pur monocristallin
Limite d’élasticité d’un polycristal
Limite macroélastique
Solution solides ordonnées et désordonnées
Durcissement d’alliages
FE.MSR.2.1 Formation Expérimentale en Matériaux Métalliques : Structures et Réactivités
Les élèves doivent faire des expériences et apporter un compte rendu en fin de journée, à partir duquel ils sont
évalués. Le compte rendu des manipulations doivent contenir son contexte, des principes théoriques, des
conditions expérimentales et les résultats obtenus.
Titre des expériences :
Etude de gros cristaux d’aluminium obtenus par la méthode de l’écrouissage critique
Détermination du coefficient de transfert (en régime transitoire) de chaleur convective moyen
entre un solide et un fluide
Durcissement structural : étude des propriétés mécaniques de matériaux métalliques
Etude des transformations de phase : cas des transformations diffusives et displacives dans les
aciers
Spectres de diffraction et images en microscopie électronique en transmission
Diffusion à l’état solide : étude du système Cu-Zn
Désorption thermique
Microscopie électronique à balayage
Thermo-calc
Fabrication d’un capteur au Lithium et d’une sonde pH
Matériaux photocatalytiques
PES.2.1 Propriétés Électroniques des Solides
Introduction
Champ électrique
Potentiel électronique
Théorème de Bloch
Propriétés des fonctions de Bloch
Modèle des liaisons fortes
1 atome/maille et 1 orbitale atomique/atome
1 atome/maille et 2 orbitales atomiques/atome
2 atomes/maille
Action de forces extérieures
Mouvement d’un électron
Masse effective
Notion de trou électronique
Propriétés des métaux
Structure de bande des métaux
Energie de cohésion des métaux de transition
Conductivité électrique
Propriétés optiques
Propriétés des isolants et des semi-conducteurs
Semi-conducteurs intrinsèque et extrinsèque
Semi-conducteur inhomogène (jonction p-n dans et hors équilibre)
Vers la future
Échelle nano et mesoscopique
Magnétorésistance géante
FE.PI.2.1 Formation Expérimentale en Projet Informatique
Objectives
Solve a concrete scientific problem requiring the construction of a computer program
Learn to work in a team and know how to present your work
Programme
Analysis of a scientific subject
Choice of method for solving the problem
Translation of the problem to computer form
Encoding and validating the program
Scientific analysis of the results obtained
Defence of the project:
Production of a slide show
Oral presentation
Written report
POL.2.1 Chimie des Polymères
Programme :
Introduction
Application des polymères
Structure des polymères
Polymères linéaires, branchées ou réseau
Homopolymère (atactique, isotactique, syndiotactique)
Copolymère (statistique, alternés, à blocs, greffés)
Polymères cristallins, amorphes, semicristallins
Propriétés thermiques
Température de fusion et chaleur latent
Transition vitreuse et capacité calorifique
Les thermoplastiques et les thermodurcissables
Détermination des masses molaires
Degré de polymérisation
Polydispersité
Polymérisation par étape (linaire et non linéaire)
Réactivité
Avancement de la réaction
Polymérisation en chaine (radicalaire, ionique, anionique, par transfert de groupe)
Polymérisation par coordination (Ziegler-Natta, isotactique, métallocènes, méthathèse)
FE.CMB.2.1 Formation Expérimentale en Chimie Moléculaire et Biochimique
Objective :
Les élèves doivent faire des expériences dans différents laboratoires : organique, biochimique et/ou
polymérique. Orientés par les professeurs et sur base d’une recherche bibliographique (théorie,
détermination des mécanismes réactionnels etc), ils sont responsables pour le choix des réactifs, pour
toute le montage au laboratoire (filtration de suspensions etc), pour la manipulation chimique, pour les
mesures pendant la réalisation des essais (pression de vapeur, contrôle de température et temps de
réaction etc), pour les analyses et caractérisation des gâteaux de filtration ou des produits issues d’autre
séparation mécanique ou chimique (à partir des techniques suivantes : chromatographie couche mince,
résonance magnétique nucléaire, mesure du point de fusion, infrarouge, mesure de viscosité, mesure de
l’indice de fluidité etc) et pour les calculs (détermination des molécules, des poids moléculaires, du
rendement etc).
L’évaluation est effectué à partir d’un rapport complète (contexte, théorie, conditions expérimentales
et résultats obtenus) pour chaque travail réalisé dans les différents domaines et d’une présentation oral
e concernant un des thèmes abordés.
MCC.MRH.2.1 Management des Ressources Humaines
Manager dans l’organisation
Organisation et situation de management
Manager ses collaborateurs
Dimension interpersonnelles
Groupes et équipes de travail
Manager en transversal dans un logique « projet »
« Manager » sa hiérarchie
Management et pouvoir
Analyse stratégique de l’acteur : le pouvoir du travail
La prise de décision
Management des autres et de soi
Management des autres (motiver, évaluer)
Management de soi
Manager son temps et son rapport au temps
Manager le rapport à son travail et à sa carrière
LC.ANG.2.1 Anglais
1/ Révisions des bases de la langue
- grammaire (suite de la 1ère Année) (livres et CD Roms)
2/ Anglais scientifique (suite) : cours, livres et polycopiés
- utilisation de documents authentiques et mises en situation professionnelles : entraînement à la compréhension
et à l’expression écrite et orale
- Nos sources : Les contenus des cours scientifiques de 2ème Année , les documents obtenus auprès de nos
collègues scientifiques de l’Ecole et à la bibliothèque de l’Ecole ( livres , revues scientifiques, etc.), les
documents obtenus dans les entreprises , sur Internet et les programmes de vulgarisation scientifique des
télévisions anglaises et américaines et CD Roms
- avec les conseils et la collaboration des enseignants-chercheurs scientifiques de l’Ecole : travail des élèves sur
des notions théoriques importantes, la description de procédés, la description d’appareils et leur utilisation,
études sur les usines et installations industrielles, etc.
3/ Cultures des pays anglophones (suite)
- exposés, comptes rendus écrits, débats et réflexion sur les stages de découverte de l'entreprise de fin de 1ère
Année : présentation de l’entreprise, type d’entreprise, caractéristiques, le site industriel, le travail effectué, les
métiers et le contexte humain, ce que l’élève a observé et appris
- lectures et recherches personnelles, rédaction de résumés, de comptes rendus, exposés suivis de questions,
débats.
LC.LV2.2.1 Langue Vivante 2
Identique à la première année
DEUXIÈME ANNEE DU CYCLE INGENIEUR
SEMESTRE 2
CSA.2.2 Semaine ATHENS
Ce module comprend un cours d'une semaine à choisir parmi l'ensemble de ceux qui sont offerts par les
différents partenaires ainsi qu'un programme d'activités culturelles organisé par l'université hôte.
Les élèves doivent choisir, par ordre de préférence, trois modules parmi toutes les propositions des huit Grandes
Ecoles d’Ingénieurs de ParisTech et des 13 universités européennes faisant partie du réseau ATHENS.
L’évaluation est effectuée par une note prise en compte dans le tronc commun scientifique.
CHIMIE MOLÉCULAIRE ET BIOCHIMIQUE
CMB.BIO.2.2 Biochimie
Programme :
Introduction
Structure des protéines (projections)
Des enzymes (affinité et inhibition)
L'équilibre et les paramètres cinétiques (effets du pH et de la température) des réactions enzymatiques et
microbiennes. Inhibition et désactivation enzymatique
Le comportement des cellules dans les cultures et détermination de la concentration cellulaire : consommation de
substrat, et de la formation de produit. Paramètres de modélisation mathématique et de la croissance cellulaire.
Introduction aux bioproduits
Extraction des protéines
Des processus basés sur des différences de poids moléculaire, sur la solubilité, sur la charge
électrique, sur des ligands d'affinité, sur l’adsorption sélective et sur l'hydrophobicité
Techniques de récupération et de purification des protéines et comparaison des performances des
principales techniques
Culture cellulaire
Exemples de produits commercialisés (introduction aux bioréacteurs homogènes et hétérogènes)
CMB.OC.2.2 Organométallique et Catalyse Appliquée
Complexes organométalliques
Des liaisons métal-ligand
Réaction complexes
Cinétique des réactions complexes
Introduction à l’état d'équilibre (principe de Bodenstein), l'étape cinétiquement déterminante, réactions en chaîne
en phase gazeuse
Radicaux, la pyrolyse de composés organiques (mécanisme de Rice-Herzfeld) , les inhibiteurs, les activateurs et
la période d'induction, des réactions en chaîne ramifiée
Catalyse appliquée (développement durable, chimie verte)
Catalyse (homogène et hétérogène) et cinétique des réactions enzymatiques
Cycles et réactions de catalyse
Applications en catalyse homogène
RAD.2.2 Radioactivité
Introduction
Atome, noyau, proton, neutron, électron, positron, nucléon, deutéron
Nombre magiques (modèle en couche)
Définition de radioactivité
Radioactivité alfa, beta et gamma
Période radioactive
Cohésion du noyau (interaction fortes et faibles)
Transformation des noyaux (désintégration, capture électronique)
Energie de fission et de fusion
Limites nocifs de réactivité pour les humains et pour l’environnement
Déchets radioactifs
THERMOSTATISTIQUE ET MODÉLISATION MOLÉCULAIRE
TMM.MM.2.2 Modélisation Moléculaire
Why we need modeling?
Introduction
The roles of theory in chemistry
Theory and measures
Theory and chemical interpretations
Theory and simulation
Theory and experiments
Molecular mechanics basis
Introduction
Potential energy terms
Some comments on the treatment of non-bonded energy terms
Long range electrostatic interactions
Different force fields
General rules for the use of MM approaches
Limitations of the MM approach
Algorithms for exploring the energy surface
Introduction
Minimization algorithms
Some examples
Molecular dynamics
Introduction
Statistical mechanics
The statistical mechanics basis of dynamics
Newton’s equation of motion
Running a simulation
Stability of a simulation
Analysis of molecular dynamics simulations
Solvent in a molecular dynamics simulation
Semiempirical methods
Introduction to DTF
TMM.TS.2.2 Thermostatistique
Plan du cours :
Introduction
Les ensembles statistiques
La notion d’ensemble statistique
L’ensemble canonique
Température et entropie en thermodynamique statistique
Autres ensembles statistiques
Fluctuations et condition d’équivalence entre les ensembles
Application aux systèmes « dilués »
Statistique de Boltzmann, Fermi-Dirac et Bose-Einstein
Gaz parfait
L’approximation classique
Formalisme de Lagrange-Hamilton et fonction de partition classique
Théorème d’équipartition de l’énergie et mouvement Brownien
Théorie des fluides moléculaires : le modèle de van der Waals
Retour aux ensembles statistiques : introduction aux méthodes de simulation moléculaire
OPT.GC.2.2 Option Génie Chimique
Objectives: At the end of this course, students will know how to:
- Produce a simplified simulation of a real industrial process: choice of reactor, identification and optimization of
operating parameters (linear and non linear optimization(data approximation)), choice of separation operations.
- Modeling and simulation of a steady state process (linear and non linear systems) and of a transient processes
(systems of ordinary differential equations)
- Evaluate the unit's performance (production, selectivity...).
- Evaluate the economic potential of the process.
- Observe the influence of operating parameters and optimization parameters.
- Present the results.
Examples of project subjects:
- Modeling and simulation of propylene oxide polymerization
- Design of non-isothermal tubular catalytic reactors - Technological and economic aspects
Outlets: Process Engineer
Strong points of the course:
- master simulation software for professional processes
- project procedure
Program:
Course on "demand" concerning aspects of simulation, particularly the economic evaluation.
Projects: Steady state and transient state simulation of an industrial unit.
Model, optimize and evaluate the unit.
Industrial process softwares: HYSYS, ASPEN PLUS, COMSOL Multiphysics, ICARUS, SCILAB
OPT.AI.2.2 Option Assemblages Inorganiques : de la molécule aux matériaux
Ce cours a pour objectif de donner les règles de construction de tous les systèmes inorganiques mais aussi de
montrer combien cette chimie inorganique est vivante (!) et présente de nombreuses applications dans des
problèmes actuels (énergie, environnement, stockage de l’information, nanotechnologies …).ProgrammeI -
Chimie inorganique : liaisons et propriétés chimiques
Cette partie devrait presque être une révision ou de mise en application des concepts supposés déjà connus
(liaisons chimiques, théorie des groupes …)
II - Les éléments de transitions, complexes et propriétés
Il s’agit de passer de la théorie du champ cristallin déjà vue par la plupart des élèves à la théorie du champ de
ligand basée sur une approche moléculaire
III - Propriétés physiques, magnétiques et optiques
Le cours oral se limitera aux application optiques (spectroscopie, couleur, luminescences) des métaux de
transition et des lanthanides. Le poly donne une introduction aux couplages magnétiques.
------------------ Cours -------------------------- TD ----------------------------
1) Survol de la table périodique TD piles et batteries
2) Chimie des 2p-3p (Al, Si, P) TD silicates et silicones
3) Condensation minérale TD assemblages moléculaires
4) Complexes de métaux de transition TD AgCl et photographie
5) champ cristallin champ de ligand TD la couleur
6) spectroscopie optique TD luminescence, le laser rubis
7) Lanthanides TD le YIG et le YAG
8) Valences mixtes. TD Couplages magnétiques
OPT.PCA.2.2 Option Physico Chimie Analytique pour la bioanalyse et l’environnement
Objectives
The module consists of working on a project with the support of theoretical teachings (16 sessions in all,
including the evaluation).
Each group of students (6 to 7 students) is given a subject and will be monitored by a teacher (see "group"
session). The aim of this project is to find methods in the scientific literature (electrochemistry, chromatography
and electrophoresis) to quantify traces/ultratraces (synthesis impurities, pollutants, biomolecules of
pharmaceutical application...) in complex matrices, defined by the project. The different methods selected will be
compared in terms of quality of precision, ease of analysis, etc... and a choice will be made on the most
appropriate method.
Concerning the air pollution, its classification and regional and global effects (the reduction of the ozone
layer and the greenhouse effect, for example), the work was focused on the monitoring, surveillance and
control of air pollution and on the air emissions inventory (concepts, techniques and models) based on
the dispersion of pollutants in the atmosphere, which can be controlled by software based on theoretical concepts
and real air samples.
Programme :
The theoretical teaching covers the essential methodologies in all the fields requiring control and analysis,
providing access to quantitative information and interactions in solutions. It essentially concerns separation and
electroanalytical methods, in classic or miniaturised form. Miniaturisation of integral systems is developed for
combination synthesis, protein crystallisation, amplification of DNA fragments, proteolytic digestion,
immunodiagnostics, liquid/liquid extraction and separation systems. In this context, integral analytical
microsystems offer very strong potential for fields from chemical analysis to biological analysis. Aspects of
separation, sample treatment, coupling separation methods with methods of sensitive and specific detection
(fluorescence, mass spectrometry...) will thus be covered. The electroanalytical methods, particularly
electrochemical sensors, will be treated by providing the theoretic basics for reasoned use of these tools; the
accent will be place on electrochemical biosensors (production, characteristics, advantages and limitations) and
electrochemical microscopy, a recent electrochemical method used to for local microscopic analysis of
biological and chemical samples using miniaturised sensors. Furthermore, the "quality control" theme will be
presented, including standards, traceability and life cycle analysis. Indeed, engineers are increasingly required to
check the purity and stability of a product using traceable methods (analytical traceability of measurements,
method validation, sampling, calibration, statistical methods, report and archiving, regulations, aptitude tests) in
view of their accreditation by current standards which are now international. Within the context of sustainable
development, life cycle analysis (or eco-report) of products will be increasingly required, because it provides an
effective and systematic way of evaluating the environmental impact of a product, service or process and
reducing the pressure of this product on resources and the environment throughout its life cycle.
OPT.MSR.2.2 Option Matériaux métalliques : structures et réactivités CMA
Suite à l’introduction sur la structure des matériaux métalliques effectuée en tronc commun, cette option
a pour objectif d’établir le lien étroit structure/propriétés qui existe dans ces matériaux, lien indispensable
au design, à l’élaboration et au développement de matériaux fonctionnels parfaitement optimisés.
Les matériaux métalliques sont omniprésents en tant que matériaux de structure dans notre quotidien,
mais ils jouent également un rôle crucial dans nombre de secteurs de pointes tels que l’aéronautique, le
nucléaire (gainage de combustibles, éléments de structure des réacteurs…), l’énergie (Stockage par voie
solide de l’hydrogène…) ou le médical (développement de nouveaux systèmes biocompatibles) pour
lesquels ils doivent répondre à un cahier des charges extrêmement contraignant. L’utilisation de ces
matériaux repose alors sur la maîtrise de nombreux paramètres qui relient les aspects structuraux de la
matière à ses propriétés finales.
Ce module recouvre à la fois les propriétés découlant de la structure massive du matériau (propriétés
mécaniques en particulier) et les propriétés découlant directement de sa structure de surface tels que les
phénomènes d’adsorption, d’oxydation, de corrosion, ou l’aspect catalytique. Il propose donc un
enseignement transversal qui couvre à la fois des aspects de métallurgie, de mécanique des matériaux,
d’électrochimie, de science des surfaces et interfaces et de catalyse.
Chacun des cours d’option proposés s’attachera à présenter des éléments concrets permettant de
comprendre, aux différentes échelles d’observation (atomique, microscopique…), l’influence de
l’organisation structurale de la matière (cristallographie, chimie, électrochimique, étude des défauts,
microstructure) sur l’évolution de propriétés macroscopiques importantes telles que les propriétés
mécaniques ou la réactivité de surface et décrira par quelques exemples les applications qui en découlent.
Cet ensemble de cours apportera notamment des éléments de réponse permettant de comprendre les
problèmes de durabilité des matériaux qui animent les laboratoires de recherche et conditionnent souvent
grandement les choix stratégiques des entreprises.
OPT.CMA.2.2 Option Chimie moléculaire avancée : synthèse asymétrique et rétrosynthèse
Synthèse asymétrique et applications
Description: Dans le domaine de la synthèse chimique organique, il est utile de se doter d’outils efficaces
pour la réalisation de molécules biologiquement actives plus ou moins complexes. En effet, certaines de
ces molécules, naturelles ou non, doivent leur efficacité spécifique à leur structure et plus précisément à
la nature des centres stéréogéniques qu’elles peuvent contenir.
Le défi de la synthèse asymétrique est de contrôler à chaque étape, la formation des différents
centres successifs pour générer la bonne stéréochimie finale à l’ensemble de la molécule active.
La synthèse de composés énantiomériquement purs est ainsi devenue l'un des domaines les plus
importants de la chimie de synthèse. Ce cours vise à illustrer par des exemples concrets les différentes
stratégies utilisées pour concevoir et mettre en œuvre de nouvelles méthodes de synthèse de composés
énantiomériquement purs. Ceci sera illustré dans le cadre de la synthèse totale de composés
biologiquement actifs.
Les objectifs du cours sont les suivants :
Reconnaître l’importance de la chiralité en synthèse organique en lien avec l’activité biologique des
molécules.
Reconnaître et analyser les étapes clés et les motifs importants lors de synthèses asymétriques
multi-étapes.
Etre capable de dessiner et visualiser des structures et des états de transitions en 3 dimensions.
Reconnaître les principes importants en stéréochimie et les appliquer à des situations nouvelles.
Contenu: Introduction
I. Séparation d’énantiomères – Utilisation du pool chiral
I.1. Rappels énantiosélectivité
I.2. Cristallisation spontanée
I.3.Dédoublement à l’aide d’auxiliaires chiraux
I.4. Chromatographie
I.5. Dédoublement cinétique
I.6. Utilisation du pool chiral
II. Formation stéréosélective de liaisons C-C
II.1. Alkylations diastéréosélectives d’énolates
II.1.1. Alkylation d’anions chiraux de glycine
II.1.2. Alkylation d’hydrazones
II.1.3. Alkylation d’oxazolidinones
II.2. Aldolisation dia- et énantio-contrôlées
II.2.1. Oxazolidinones d’Evans
II.2.2. Aldolisation selon Mukaiyama
II.2.3. Catalyse organique
II.3. Réactions de Diels-Alder asymétriques
II.3.1. Utilisation de copules chirales
II.3.2. Catalyse par des acides de Lewis chiraux
II.4. Réactions d’allylation des aldéhydes
III. Hydrogénations asymétriques
III.1. Oléfines
III.2. Cétones
IV. Réactions d’oxydation asymétriques
IV.1. Epoxydation
IV.1.1. Sharpless
IV.1.2. Katsuki-Jacobsen
IV.2. Dihydroxylation
V. Applications industrielles
V.1. Synthèse du Tamiflu
V.2. Synthèse du Discodermolide
Retrosynthesis
Description: In this course, the student will be introduced to the art of total organic synthesis by the way of
retrosynthesis. The basic concepts of retrosynthetic analysis, the recognition of structures and
substructures in complex molecules, the reaction(s)-functional group interconversion(s) sequences, the
sub-units for the synthesis (synthons, chirons), and the synthetic approaches (divergent / convergent) will
be explained and exemplified by shorts sequences as well as some classics in total synthesis.
The students will have to work in teams (several syntheses) on a recent scientific paper on
retrosynthesis and to make an oral presentation for their evaluation and complete themselves their
formation through those other examples..
Content: Retrosynthetic analysis, structure analysis (constitution, stereochemistry), structures-reactions
relation, disconnections, functional group interconversions, synthons and synthetic équivalents, chirons,
convergent and divergent syntheses.
Classical retrosynthesis and syntheses (Woodward, Corey, Hanessian, etc.), work on short sequences,
analysis of scientific papers and comparison between different approaches for the synthesis of one
structure.
OPT.TMM.2.2 Option Thermostatistique et modélisation moléculaire
HSC.2.2 Histoire des Sciences
Objectifs :
This course explores our chemical heritage, surveying the contribution of chemistry to society, science and
technology. We focus on the questions and controversies that chemistry has evoked over the centuries and use
them as case studies to gain insight into the similar questions and controversies of today.
Programme
This course surveys the history of chemical technology (metals, medicine, glass, dyes, etc.) from prehistory to
modern times as well as the early philosophical conceptions of matter. We chart the progress of western
chemistry from its origins through the middle ages, renaissance, and into the scientific revolution. In
particular we investigate the contribution of chemistry to the scientific revolution, a contribution that until
recently had been marginalized in the "classical" histories of science. We explore the early atomic and
chemical theories proposed by Van Helmont, Boyle, and Newton, Stahl, Geoffroy and many others upto the
discovery of the periodic law and the beginnings of synthetic organic chemistry. We investigate the development
of the chemical industry from both the positive and the negative sides and discuss the origins of the modern day
"chemophobia".
From an epistemological point of view we ask: What is science? How do we recognize good science, bad
science, and pseudo-science? What is the relationship between observation and expectation, between theory and
experiment, between science and technology?
SI.2.2 Stage Ingénieur
Objectifs :
Conduire tout ou partie d’un projet de type ingénieur sur site industriel : centre de R&D ou centre de production,
voire interfaces
Programme :
Le stage ingénieur en entreprise est de 5 mois minimum (6 mois maximum), il débute fin mars pour se finir en
août.
Contexte :
TPE, PME – PMI, GE, dans le domaine de la chimie, et connexes.
L’attention portée au stage par les élèves-ingénieur est reconnue. Outre les notes et les crédits ETCS, les prix du
« meilleur stage 2A France » et du « meilleur stage 2A à l’étranger » sont remis lors de la cérémonie de remise
des diplômes.
Les critères retenus pour ces distinctions sont basés sur l’accomplissement technique du sujet mais aussi sur
l’évaluation par l’équipe d’accueil et l’appréciation par le jury de compétences transversales telles : l’intégration,
le travail en équipe, l’esprit d’émulation, la gestion de son projet… mais aussi, la valorisation faite par l’étudiant
de son stage dans le cadre du développement de son projet professionnel (et restituée par sa fiche d’appréciation,
son bilan – résumé et son CV actualisé).
Modalités d'évaluation : rapport écrit et bilan – résumé notés / soutenance orale devant un jury notée /
appréciation du maître de stage intégrée dans la notation.
Titre du stage de l’élève : Caractérisation de traitements de surfaces hydrophobes
Durée : 5 mois
Entreprise d’accueil : V&M France
Top Related