Travaux pratiques : molécules organiques et polymères
Code UE : CMP101
- Travaux pratiques
- 6 crédits
- Volume horaire de référence
(+ ou - 10%) : 50 heures
Responsable(s)
Catherine GOMEZ
Guillaume MIQUELARD GARNIER
Public, conditions d’accès et prérequis
Avoir le niveau Bac + 2 (DPCT, BTS, DUT...) en chimie ou en science des matériaux. Admission sur titre prononcée par l'enseignant responsable en fonction des prérequis pédagogiques et professionnels du candidat et du nombre de places disponibles.
Objectifs pédagogiques
Donner les connaissances pratiques relatives à l'élaboration et à la caractérisation des polymères et des molécules organiques de synthèse. Donner aux participants les compétences métiers dans le domaine de:
• La préparation des polymères, leur caractérisation physico-chimique et l'étude de leurs propriétés thermiques, mécaniques, rhéologiques et électriques
• La préparation de molécules organiques. Initiation aux techniques modernes de la synthèse, de la purification ou de l'isolement de composés, et aux méthodes d'analyse structurales au service de la synthèse organique.
Cet apprentissage doit fournir les connaissances et l'habileté manuelle pour synthétiser les polymères et molécules visées, les caractériser mais aussi comprendre certaines de leurs propriétés d'usage en tant que matériaux. Il doit donner les automatismes indispensables pour la réalisation d'une activité en intégrant la gestion du risque. Cette formation permet d'accéder aux compétences d'un ingénieur chimiste ou d'un cadre opérant dans une activité de préparation de composés organiques moléculaires ou macromoléculaires ou d'un ingénieur matériaux spécialisé dans les matières plastiques.
• La préparation des polymères, leur caractérisation physico-chimique et l'étude de leurs propriétés thermiques, mécaniques, rhéologiques et électriques
• La préparation de molécules organiques. Initiation aux techniques modernes de la synthèse, de la purification ou de l'isolement de composés, et aux méthodes d'analyse structurales au service de la synthèse organique.
Cet apprentissage doit fournir les connaissances et l'habileté manuelle pour synthétiser les polymères et molécules visées, les caractériser mais aussi comprendre certaines de leurs propriétés d'usage en tant que matériaux. Il doit donner les automatismes indispensables pour la réalisation d'une activité en intégrant la gestion du risque. Cette formation permet d'accéder aux compétences d'un ingénieur chimiste ou d'un cadre opérant dans une activité de préparation de composés organiques moléculaires ou macromoléculaires ou d'un ingénieur matériaux spécialisé dans les matières plastiques.
Compétences visées
Cette formation permet d'accéder aux compétences d'un technicien supérieur et d'un ingénieur chimiste engagés dans la synthèse des polymères et des molécules organiques ou d'un ingénieur matériaux spécialisé dans les matériaux polymères et souhaitant acquérir des connaissances et compétences à l'échelle macromoléculaire. Elle permet également d'acquérir les connaissances nécessaires à la préparation de certains concours.
Contenu
Le CMP101 remplace désormais les unités d'enseignement MPL104 (parcours Matériaux) et le CHR 108 (parcours Chimie).
Déroulement :
Le choix des différents thèmes abordés au cours des séances de Travaux Pratiques a pour but de mettre en œuvre les techniques de synthèse, d'analyse structurale, physicochimique et de purification disponibles au laboratoire.Trois modules de formation de trois jours chacun sont proposés comme expliqués ci-dessous. La semaine débute avec le module commun et se poursuit avec le module de spécialité avec au choix la chimie ou les matériaux.
Module 1 (module commun): Synthèse et caractérisation des polymères
Module 2 (spécialité matériaux): Mise en œuvre, rhéologie et propriétés à l'état solide (cristallisation par microscopie, et viscoélasticité par DMTA/relaxation de contraintes)
Module 3 (spécialité chimie): Chimie fine, synthèse et caractérisation de petites molécules
Les thématiques suivantes seront abordées :
Elaboration de polymères par polycondensation
Elaboration de mousses polyuréthanne rigides
Relations mise en œuvre - Structure - Propriétés
Comportement thermomécanique des polymères
Caractérisation physico-chimique de polymères
Etude du comportement rhéologique des polymères à l'état fondu
Cristallisation des polymères
Synthèse de sucres: protection fonctionnelle et fonctionnalisation
Chimie hétérocyclique aromatique : synthèse du benzotriazole et dérivés
Substitution électrophile aromatique - Réaction de Friedel et Crafts : acylation du thiophène
Contrôle de la stéréosélectivité : dédoublement d'une diamine par cristallisation de sels tartriques diastéréomériques et dérivation en amide correspondante pour la détermination de la pureté optique par HPLC chirale.
Synthèse et caractérisation de nanoparticules.
Analyses utilisées: HPLC, GC/MS, IR, RMN 1H et 13C, GPC, DLS, DSC, ATG, rhéologie et DMTA.
Les élèves travaillant dans des laboratoires de chimie et possédant une solide expérience professionnelle peuvent effectuer un stage dans l'équipe de Chimie Moléculaire du Laboratoire CMGPCE du Cnam, EA 7341 ou dans le Laboratoire PIMM, Arts et Métiers ParisTech. Au cours de ce stage ils travaillent sur un sujet de recherche en cours de développement et participent activement à l'avancée des travaux. En fin de stage, un rapport doit être rédigé et présenté oralement au cours d'un séminaire de recherche. La date du stage est à définir avec le Dr Catherine Gomez ou le Dr. Guillaume Miquelard-Garnier, Maîtres de Conférences, responsables de ces stages.
Pour les autres élèves, les Travaux Pratiques ont lieu sur 3 sites en fonction des séances:
Cnam Accès 35 rdc, 2 rue Conté 75003 Paris,
Cnam Accès 10 2ème étage, 10 rue de la Procession 93210 Saint-Denis,
Laboratoire PIMM, Arts et Métiers ParisTech, 21 rue Pinel 75013 Paris
Déroulement :
Le choix des différents thèmes abordés au cours des séances de Travaux Pratiques a pour but de mettre en œuvre les techniques de synthèse, d'analyse structurale, physicochimique et de purification disponibles au laboratoire.Trois modules de formation de trois jours chacun sont proposés comme expliqués ci-dessous. La semaine débute avec le module commun et se poursuit avec le module de spécialité avec au choix la chimie ou les matériaux.
Module 1 (module commun): Synthèse et caractérisation des polymères
Module 2 (spécialité matériaux): Mise en œuvre, rhéologie et propriétés à l'état solide (cristallisation par microscopie, et viscoélasticité par DMTA/relaxation de contraintes)
Module 3 (spécialité chimie): Chimie fine, synthèse et caractérisation de petites molécules
Les thématiques suivantes seront abordées :
Elaboration de polymères par polycondensation
Elaboration de mousses polyuréthanne rigides
Relations mise en œuvre - Structure - Propriétés
Comportement thermomécanique des polymères
Caractérisation physico-chimique de polymères
Etude du comportement rhéologique des polymères à l'état fondu
Cristallisation des polymères
Synthèse de sucres: protection fonctionnelle et fonctionnalisation
Chimie hétérocyclique aromatique : synthèse du benzotriazole et dérivés
Substitution électrophile aromatique - Réaction de Friedel et Crafts : acylation du thiophène
Contrôle de la stéréosélectivité : dédoublement d'une diamine par cristallisation de sels tartriques diastéréomériques et dérivation en amide correspondante pour la détermination de la pureté optique par HPLC chirale.
Synthèse et caractérisation de nanoparticules.
Analyses utilisées: HPLC, GC/MS, IR, RMN 1H et 13C, GPC, DLS, DSC, ATG, rhéologie et DMTA.
Les élèves travaillant dans des laboratoires de chimie et possédant une solide expérience professionnelle peuvent effectuer un stage dans l'équipe de Chimie Moléculaire du Laboratoire CMGPCE du Cnam, EA 7341 ou dans le Laboratoire PIMM, Arts et Métiers ParisTech. Au cours de ce stage ils travaillent sur un sujet de recherche en cours de développement et participent activement à l'avancée des travaux. En fin de stage, un rapport doit être rédigé et présenté oralement au cours d'un séminaire de recherche. La date du stage est à définir avec le Dr Catherine Gomez ou le Dr. Guillaume Miquelard-Garnier, Maîtres de Conférences, responsables de ces stages.
Pour les autres élèves, les Travaux Pratiques ont lieu sur 3 sites en fonction des séances:
Cnam Accès 35 rdc, 2 rue Conté 75003 Paris,
Cnam Accès 10 2ème étage, 10 rue de la Procession 93210 Saint-Denis,
Laboratoire PIMM, Arts et Métiers ParisTech, 21 rue Pinel 75013 Paris
Modalité d'évaluation
Réalisation d'un rapport technique après la semaine de TP et contrôle continu au cours du TP.
Bibliographie
- R-H. SILVERSTEIN : Identification spectrométrique de composés organiques (DeBoeck Université) 1999
- K.P. VOLLHARDT : Traité de chimie organique (DeBoeck Université) 1999
- J. CLAYDEN, N.GREEVES, S. WARREN, P. WOTHERS : Chimie organique, 1ère Ed. (DeBoeck Université) 2003
- M. FONTANILLE, Y. GNANOU : Chimie et Physico-chimie des polymères (Dunod, 2001)
Cette UE apparaît dans les diplômes et certificats suivants
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UE
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Centre Cnam Paris
- 2024-2025 2nd semestre : Formation en présentiel journée
- 2025-2026 2nd semestre : Formation en présentiel journée
- 2026-2027 2nd semestre : Formation en présentiel journée
Comment est organisée cette formation ?2024-2025 2nd semestre : Formation en présentiel journée
Dates importantes
- Période des séances du 03/02/2025 au 07/06/2025
- Période d'inscription : du 10/06/2024 à 10:00 au 14/03/2025 à 23:59
- Date de 1ère session d'examen : la date sera publiée sur le site du centre ou l'ENF
- Date de 2ème session d'examen : la date sera publiée sur le site du centre ou l'ENF
Précision sur la modalité pédagogique
- Une formation en présentiel est dispensée dans un lieu identifié (salle, amphi ...) selon un planning défini (date et horaire).
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Centre Cnam Paris
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Paris
Code UE : CMP101
- Travaux pratiques
- 6 crédits
- Volume horaire de référence
(+ ou - 10%) : 50 heures
Responsable(s)
Catherine GOMEZ
Guillaume MIQUELARD GARNIER