ENPC Ecole des ponts
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Nanomatériaux
Année scolaire 2022-2023
Créneau Sem 3/Sem 5
Sem 5
Prérequis

Mécanique physique des matériaux

Enseignant responsable Anaël LEMAITRE
Objectifs du module

Dans le domaine des nanomatériaux, la question qui préoccupe les ingénieurs et les industries est souvent: comment peut-on améliorer la résistance d'un matériau en contrôlant son procédé de fabrication et sa structure à l'échelle du nanomètre? Mais on ne peut envisager de répondre à cette question sans au préalable comprendre comment l'échelle nanométrique détermine les propriétés macroscopiques de matériaux. Dans un souci de cohérence, c'est donc d'abord cette seconde question qui est au coeur de ce cours.

 

Le cours s'orientera donc autour des deux types essentiels de réponse mécanique, que sont la ductilité et la fragilité.

Programme du module
1.Introduction:
 
  • qu'y a-t-il de particulier à l'échelle du nanomètre?
 
2.Matériaux ductiles et superplastiques:
 
  • rappel sur les cristaux: dislocations, énergie d'interaction et propagation de dislocations
 
  • défaut dans les nanomatériaux: grains, joints de grains, relation de hall-petch
 
  • ductilité, fluage des métaux, superplasticité des céramiques
 
3.Matériaux fragiles:
 
  • bilan énergétique en rupture dynamique: coût énergétique de création de surface, forces de Van Der Walls, vitesse de rupture.
 
  • modes de rupture; traitement élastique linéaire des discontinuité, facteur de concentration de contrainte statique et dynamique.
 
  • écoulement plastique en point de fissure. Détermination de la ténacité et structure nanométrique. conception de nouveaux matériaux à haute résistance.
 
4.Procédés de fabrication:
 
  • introduction: procédés physiques (évaporation/condensation), procédé mécaniques, auto-organisation, recuit,...
 
  • rappel de thermodynamique d'un mélange : décomposition spinodale.
 
  • deux exemples d'applications:
 
  • fabrication d'un alliage métallique par contrôle de la croissance de grains
 
  • fabrication du verre : courbe de superposition temps-température
Modalités

6 séances de 3 heures.

Contrôle des connaissances - Règles de validation du module

1 exercice à rendre + 1 exposé à préparer en binôme (écrit+oral), éventuellement un contrôle continu lors de mini-TDs/examens.

Documents pédagogiques - Bibliographie

Notes de cours

Effectif maximal Effectif illimité
Département de rattachement Département Génie Mécanique et Matériaux
Nombre de crédits ECTS 1,5 crédit ECTS
Code NANOM
Dernière mise à jour  :  19/02/2019
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