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Responsable(s) Nicole R. Demarquette

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Nicole R. Demarquette


PLAN DE COURS

Été 2022
SYS848 : Structure et propriétés des polymères (3 crédits)


Modalités de la session d’été 2022


Vous trouverez ci-dessous les modalités de la session d’été 2022. Vous devez les lire attentivement.


Pour assurer la tenue de la session d’été 2022, les modalités suivantes seront appliquées :


  • Les activités d’enseignement de la session d’été 2022 comprendront des activités en présence et à distance, lesquelles seront ajustées en fonction de l’évolution de la situation socio-sanitaire.
  • Pour les cours (ou séances de cours) donnés à distance, l’étudiant doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. L’étudiant doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.
  • Les cours (ou séances de cours) donnés à distance pourraient être enregistrés, afin de les rendre disponibles aux étudiants inscrits au cours.
  • La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l’ÉTS.
  • Les examens (intra, finaux) se feront en présence, tant que la situation socio-sanitaire le permet.
  • Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’été 2022, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et que, si requis, elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour tout ou partie de la session d’été 2022. Ainsi, si les examens (intra, finaux) devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.
  • Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.

En vous inscrivant ou en demeurant inscrit à la session d’été 2022, vous acceptez les modalités particulières de la session d’été 2022.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 17 mai 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 31 mai 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours

Aborder la relation entre la microstructure et les propriétés des polymères. Acquérir des notions théoriques et appliquées permettant de faire un choix rationnel de matériaux, d’apporter des solutions optimales pour la conception et la production, de minimiser la dégradation, de prévoir et prolonger la durée de vie des systèmes mécaniques à base de polymère.

Structure et morphologie des polymères. Nomenclature et définition des structures chimiques des polymères. Conformation et tacticité. Températures de transition et états physiques. Cristallinité et morphologie. Techniques de caractérisation des polymères. Propriétés mécaniques. Élasticité linéaire et non linéaire. Viscoélasticité. Grandes déformations et comportements ultimes. Rupture, fatigue et résistance à l’impact. Écoulement des polymères à l’état de fondu. Rhéologie (fluide newtonien et non newtonien). Propriétés physiques, électriques et optiques. Vieillissement et dégradation des polymères.




Objectifs du cours

 

DESCRIPTION SOMMAIRE

Dans ce cours, les différents types de matériaux polymériques, homopolymères, copolymères, mélanges de polymères et composites de matrice thermoplastique seront présentés. La structure chimique, microstructure des polymères et leur influence sur les propriétés, mécaniques et autres de ces matériaux seront détaillées. Leur importance économique, leur méthode d’obtention, leurs propriétés et caractérisation seront aussi traitées.

Des notions de rhéologie seront présentées aux étudiants. Celles-ci sont nécessaires pour la compréhension du comportement mécanique des polymères ainsi que pour comprendre la mise en forme de ces derniers qui sera aussi abordée dans ce cours.

Le cours apportera aux étudiants et aux étudiantes des notions théoriques et appliquées permettant de faire un choix rationnel de matériaux polymériques, de les caractériser et d'apporter des solutions optimales pour la conception et la production de matériaux polymériques.

A la fin du cours, l’étudiant ou l’étudianet devrait :

  • Connaître les facteurs qui caractérisent un polymère ainsi que savoir schématiser leur microstructure;
  • Connaître les méthodes expérimentales de caractérisation des matériaux polymériques;
  • Comprendre l’influence de la microstructure sur les différentes propriétés des matériaux polymériques;
  • Comprendre l’influence de la mise en forme sur la microstructure et par conséquent sur les propriétés des matériaux polymériques;
  • Avoir des notions de rhéologie et comprendre comment celle-ci peut être utilisée pour contrôler et évaluer la microstructure des matériaux polymériques au cours de leur mise en forme;
  • Connaître les matériaux polymériques multi-phase.



Stratégies pédagogiques

 

MÉTHODOLOGIE

  • Ce cours sera donné en accéléré en 7 semaines (les 5, 12, 13, 19, 20, 26, 27 mai et les 2, 3, 9, 10 et 17 juin) – le 17 juin étant réservé pour un examen. Environ 6 heures de travail personnel doivent être consacrées pour chaque 3 heures de cours.
    • Pour chaque session, la lecture de certains chapitres des références 1 à 5 ainsi que de certains articles sera conseillée. Les numéros des chapitres de ces références ainsi que les références pour articles seront fournis avec les notes de cours.

    • La lecture de certains chapitres d’autres références sera conseillée pour les étudiants qui voudront s’approfondir dans un des domaines exposés en cours, qui pourrait être utile pour leur recherche.

    • Ces références seront discutées en classe.

  • L’évaluation de l’apprentissage s’effectuera en fonction de la performance des étudiants pour les activités listées ci-dessous :
    • Projet :

Ce travail sera réalisé en groupe de 4 étudiants.

Ce travail sera évolutif et sera réalisé les vendredis 13, 20, 27. Lors de ces séances, chaque groupe présentera l’évolution de son travail. Plus de détails seront fournis lors de la première séance de cours.

Les présentations finales auront lieu le vendredi 10 juin pour tous les groupes. La présentation aura une durée variant de 15 à 18 minutes. Les étudiants qui ne respectent pas la durée seront pénalisés. Cette présentation se devra d’être claire, logique, et avec des diapositives bien élaborées. Il est conseillé aux étudiants de ne pas surcharger leurs diapositives et d’utiliser tous les éléments qui sont sur ces diapositives.

La monographie devra être envoyée par Email en PDF le 16 juin au plus tard. La monographie ne devra pas excéder 20 pages avec les illustrations et liste de références. Elle devra être écrite en suivant les règles de rédaction de mémoires de l’ETS.

L’enseignante sera disponible le vendredi matin de 11h à 12h pour discuter l’élaboration de la présentation ou de la monographie. Il est de la responsabilité des étudiants de prendre un rendez-vous avec l’enseignante pour avoir une réunion Zoom de 30 minutes ou en personne et discuter le travail et d’envoyer leur liste de questions deux jours avant la réunion.

(20% pour la participation en classe + 20% pour la présentation + 30% pour la monographie).

  • Examen final : Vendredi 17 juin (30%).



Utilisation d’appareils électroniques

Permis pour l'examen final.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Jeudi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Vendredi 13:30 - 17:00 Deuxième activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Nicole R. Demarquette Activité de cours NicoleR.Demarquette@etsmtl.ca A-2920
01 Nicole R. Demarquette Deuxième activité de cours NicoleR.Demarquette@etsmtl.ca A-2920



Cours

Le cours est divisé en 7 grands thèmes.

1. Généralités sur les matériaux polymériques

Définitions, nomenclature et définition des structures chimiques des polymères, qu’est-ce qui distingue les polymères des autres matériaux, historique, utilisation;

Facteurs qui contrôlent leurs propriétés (masse molaire, structure, température), méthode d'obtention.

2. État amorphe et semi-cristallin

État amorphe : mouvements moléculaires, température de transition vitreuse, théorie du volume libre, paramètres qui contrôlent la température de transition vitreuse;

État semi-cristallin : taux de cristallinité, conditions pour qu’un polymère cristallise, structure cristalline des chaînes, microstructure, températures de transition, thermodynamique et cinétique de cristallisation.

3. Méthodes de caractérisation

Évaluation de la masse molaire, spectroscopies, analyse de la microstructure de polymère, analyse thermique.

4. Propriétés fonctionnelles des polymères

Propriétés mécaniques des polymères, élasticité, rupture, fatigue et résistance à l'impact.

Comment la microstructure contrôle les propriétés des matériaux polymériques?

5. Notions de rhéologie des polymères

Introduction sur la rhéologie, comportement viscoélastique des polymères, influence de la température, masse molaire, distribution de masse molaire et structure de chaîne sur les propriétés rhéologiques des polymères, rhéométrie, importance de la rhéologie pour la mise en forme des polymères.

6. Notions de mise en forme des polymères

Principales techniques de mise en forme des polymères, extrusion, moulage par injection.

7. Matériaux polymériques multi-phases 

Mélanges, copolymères et nanocomposites.




Laboratoires et travaux pratiques

Il n'y aura pas de laboratoires. Des capsules vidéo de démonstration seront disponibilisées aux étudiants.




Évaluation
Participation : Vendredis 13, 20 et 27 mai 20%
Présentation : Vendredi 10 juin 20%
Monographie : À rendre le jeudi 16 juin 30%
Examen final : Vendredi 17 juin 30%

 

Les notes de cours (documents disponibles sur le site) ainsi que la référence obligatoire et des documents manuscrits rédigés par les étudiants seront autorisés à l’examen.




Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

N/A




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur de département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Comme aucun prérequis n’est demandé, la lecture de certains chapitres des livres mentionnés ci-dessous sera fortement conseillée pour une meilleure compréhension du cours.

Notes de cours disponibles sur Moodle.




Ouvrages de références

Références pour lecture :

  • Polymers: Chemistry and Physics of Modern Materials, J.M.G. Cowie, V. Arrighi, CRC Press Taylor and Francis Group, 3rd Edition, 2007, ISBN: 978-0-8493-9813-
  • Physique des polymères : Patrick Combette, Isabelle Ernoult, Presses internationales Polytechniques 2005, ISBN 2-553-01143-1.
  • Melt Rheology and its Applications in the Plastics Industry: 2nd Edition, J.M. Dealy, J. Wang, Springer, 2013, ISBN 978-94-007-6394-4.
  • N.G. McGrum, C.P. Buckley and C.B. Bucknall : “Principles of Polymer Engineering”, 2nd Edition : Oxford Science Publication 2011.
  • T.A. Osswald, G. Menges: “Materials Science of Polymers for Engineers”, 3rd Edition, Hanser Verlag, 2012.

D’autres références complémentaires seront indiquées pendant les cours.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca