Responsable(s) :

Jean-François PIERSON, Professeur, jean-francois.pierson@mines-nancy.univ-lorraine.fr

Valentin MILICHKO, Professeur, valentin.milichko@univ-lorraine.fr

Mots clés :

Méthodes d'expertise des matériaux

Pré requis :  SM031 Tenue mécanique des matériaux et SM032 Arrangements atomiques et moléculaires, structures, défauts

Objectif général : Savoir choisir la technique de caractérisation des matériaux la plus adaptée à ses besoins. 

Programmes et contenus :

Objectifs pédagogiques
Que ce soit dans le domaine de la recherche industrielle ou de la production, la validation d'un procédé
d'élaboration de matériaux implique nécessairement une étape de caractérisation. Celle-ci peut revêtir plusieurs aspects : caractérisation structurale, physique, chimique, mécanique, dimensionnelle ou fonctionnelle des matériaux.
Ce module vise à donner les principes de base et les possibilités de différentes techniques d’'analyses et de
caractérisation des matériaux afin de pouvoir les sélectionner et les mettre en oeuvre dans le cadre d’'une expertise et/ou d'’une étude industrielle. Une attention particulière sera portée sur des critères de choix comme la dimension des échantillons, la disponibilité de la technique, la rapidité d'’analyse, le coût…
À l'’issue de ce cours, les étudiants devront être capables :
1) de choisir et d'’évaluer la pertinence des diverses techniques modernes et méthodes (vues en cours) de
caractérisation des matériaux.
2) de résoudre des problèmes pratiques d'’identification, d'’altération, d’'évolution, de vieillissement de matériaux couramment utilisés par les ingénieurs.
Contenu - Programme
• Méthodes de détermination de la composition chimique : microsonde de Castaing,
spectrométrie à dispersion d'’énergie, spectroscopie de perte d'énergie des électrons, spectrométrie de rétrodiffusion Rutherford
• Techniques de surface : spectroscopie de photoémission X, spectroscopie Auger, spectrométrie de masse des ions secondaires…

Structure : diffraction des rayons X
• Morphologie et microstructure : microscopie optique et microscopie électronique à balayage…
• Techniques spectroscopiques : spectroscopie infra-rouge à transformée de Fourier et spectroscopie Raman
•  Propriétés fonctionnelles :  ellipsométrie et spectrophotométrie UV-visible…
•
Mode d’'évaluation :
L'’évaluation prendra en compte la qualité d’un rapport critique sur une méthode spécifique de caractérisation des matériaux.
Références
Polycopiés d’'ouvrages de référence

Compétences : 

Niveaux

Description et verbes opérationnels

Connaître 

 Les disponibilités et les délais d'éxécution

Comprendre 

 les principes de fonctionnement des méthodes d'investigation

Appliquer 

 les critères de choix pour réaliser une expertise des matériaux

Analyser 

 Les performances de différentes techniques pouvant permettre de répondre à une demande d'expertise

Synthétiser

 Les résultats attendus pour différentes techniques a priori similaires

Évaluer

 L'esprit critique pour le choix d'une ou plusieurs techniques de caractérisation

Évaluations :

• Test écrit

• Contrôle continu

• Oral, soutenance

• Projet

• Rapport