Course objectives

Objectifs du cours

At the end of this course, students will:

1. enhance their knowledge of materials thermodynamics, phase equilibria, and chemical reactions
2. obtain knowledge and skills of computational thermodynamics using the thermochemical software FactSage
3. use computational thermodynamics in multidisciplinary fields of materials processing and manufacturing such as:

• Fabrication processes (joining, welding, brazing/ casting and solidification/ additive manufacturing and 3D printing/ heat treatment,…)
• Energy/combustion/fuel Cell
• Recycling/waste management/emission control/CO2 capture
• Processing/synthesis/pyromet allurgy/electrometallurgy
• Corrosion/oxidation/degradation
• Materials Properties (physical, chemical, thermodynamic, …)

À la fin de ce cours, les étudiants auront :

1. amélioreront leurs connaissances de la thermodynamique des matériaux, des équilibres de phase et des réactions chimiques
2. d'acquérir des connaissances et des compétences en thermodynamique computationnelle en utilisant le logiciel thermochimique FactSage
3. utiliser la thermodynamique computationnelle dans les domaines multidisciplinaires du traitement et de la fabrication des matériaux tels que :

• Procédés de fabrication (assemblage, soudage, brasage/ coulée et solidification/ fabrication additive et impression 3D/ traitement thermique,...)
• Énergie/combustion/cellule à combustible
• Recyclage/gestion des déchets/contrôle des émissions/capture du CO2
• Traitement/synthèse/pyrométallurgie/électrométallurgie
• Corrosion/oxydation/dégradation
• Propriétés des matériaux (physiques, chimiques, thermodynamiques, ...)

Teaching strategies

Stratégies pédagogiques

Each class is composed of 3 hours including lectures consisting of working with the main modules of the thermochemical software FactSage followed by problem-solving by the students in the laboratory.

There is a mid-term exam but there is no final exam. This is a project-based course. The subject of the project can be proposed by the student and will be accepted by the course instructor (otherwise, the course instructor will propose a project to the student). The project preferably includes the application of FactSage in the student research field.

Chaque cours est composé de 3 heures comprenant des cours de travaux pratiques sur les principaux modules du logiciel de thermochimie FactSage suivis de la résolution de problèmes par les étudiant.e.s dans le laboratoire.

Il y a un examen à mi-parcours mais il n'y a pas d'examen final. Il s'agit d'un cours basé sur un projet. Le sujet du projet peut être proposé par l'étudiant.e et sera accepté.e par l'enseignant du cours (sinon, l'enseignant du cours proposera un projet à l'étudiant.e). Le projet inclut de préférence l'application de FactSage dans le domaine de recherche de l'étudiant.e.

 Course Syllabus

Section 1: Theoretical Background (1 course -3h)

• Review of materials engineering thermodynamics
• Introduction to computational thermodynamics

Section 2: FactSage Basics (3 courses -9h)

• Documentation;
• View Data;
• Compound;
• Reaction;
• Equilib;
• Phase Diagram;
• Viscosity.

Section 3: (2 courses – 6h)

• Introduction to students’ research projects

* After learning the basics, the student will choose a topic for her/his project and start working on it.

• Mid-term exam

Section 4: FactSage Advanced (5 courses -15h)

• During 4 courses, the students will work on different case studies related to different applications in materials processing and manufacturing.
• The students will be given the duration of one course to work on their project in the laboratory under the direct supervision of the course instructor and can ask questions if they have any.

Section 5: Students projects presentations (2 courses - 6h)

• The students will present their course projects in the class followed by questions and answers.

Section 1 : Contexte théorique (1 cours - 3h)

• Examen de la thermodynamique de l'ingénierie des matériaux
• Introduction à la thermodynamique computationnelle

Section 2 : Les bases de FactSage (3 cours - 9h)

• Documentation;
• Voir les données;
• Composé;
• Réaction;
• Équilibre;
• Diagramme de phase;
• Viscosité.

Section 3 : (2 cours - 6h)

• Introduction aux projets de recherche des étudiant.e.s

* Après avoir appris les bases, l'étudiant.e choisira un sujet pour son projet et commencera à travailler dessus.

• Examen intra

Section 4 : FactSage Advanced (5 cours - 15h)

• Pendant 4 cours, les étudiant.e.s travailleront sur différentes études de cas liées à différentes applications dans le domaine du traitement et de la fabrication des matériaux.
• Les étudiant.e.s disposeront de la durée d'un cours pour travailler sur leur projet en laboratoire sous la supervision directe de l'instructeur du cours et pourront poser des questions s'ils en ont.

Section 5 : Présentation des projets des étudiants (2 cours - 6h)

• Les étudiant.e.s présenteront leurs projets de cours à la classe, puis ils poseront des questions et répondront à des questions.

Type

 Individual

Team

Number

Weighting

Weekly assignements

X

7

35%

Mid-term exam

X

30%

Final project

X

35%

Nature

Nombre

Pondération

Devoir hebdomadaires

X

7

35%

X

30%

Projet final

X

35%

Répartition des heures que l’étudiant doit investir en fonction des activités pédagogiques

1^er chiffre du triplet – Cours et contrôles

Activité

Description

Heures

Heure de présence en classe

Voir structure du cours

12 h

Total : 12 h

2^e chiffre du triplet – Travaux et contrôles

Activité

Description

Heures

Heures de présence aux travaux pratiques (enseignement de l’ingénierie et des logiciels pratiques)

Voir structure du cours

27 h

Total : 27 h

3^e chiffre du triplet – Travaux personnel

Activité

Description

Heures

Études personnel

3 h de 2 lectures

6 h

Heures dédiées aux travaux pratiques

3 h pour chaque cours hebdo (x9)

27 h

Projet de préparation

Pendant la sem. (proposé)

48 h

Présentation de préparation

En fin de sem. (proposé)

16 h

Report préparation

En fin de sem. (proposé)

30 h

Total : 117 h