Transitions de phases et cinétique

Informations

Langue d'enseignement : Anglais
Crédits ECTS: 6

Programme

  • Heures d'enseignement dispensées à l'étudiant : 50 heures et 32 minutes
  • Temps de travail personnel : 101 heures

Objectifs et compétences

Objectifs :
Cet enseignement comprend deux parties.

La première, s'appuyant directement sur le cours d'introduction à la thermodynamique statistique du semestre 1 (parcours PCCP), vise à appliquer les concepts et méthodes de la thermodynamique statistique au cas de systèmes non uniformes ou encore hors équilibre.

Les situations d'intérêts envisagées comprennent:

A. Profils de composition stationnaires - approche élémentaire

A.a. Profils continus: sédimentation, double couche ionique

A.b. Profils abrupts: séparation de phases du fluide de Van der Waals

B. Profils de composition stationnaires - approche Ginzburg-Landau

B.a. Équations d’Euler-Lagrange

B.b. Modèle de la tension interfaciale liquide - gaz

B.c. Longueur et fonction de corrélation

C. Description cinétique d'un profil (continu) stationnaire

C.a. Réponse linéaire: loi de Fick, loi d’Ohm

C.b. Relation d'Einstein

D. Mécanismes de croissance lors d'une séparation de phases

D.a. Le cas instable («décomposition spinodale»)

D.b. Le cas métastable («nucléation»). Pression de Laplace. Rayon critique

La deuxième partie confronte les questions de cinétique chimique et leurs fondements théoriques aux approches expérimentales.

Points abordés:

A. Cinétique formelle

B. Fondements de la théorie de l’état de transition

C. Techniques expérimentales

C.a. «Stopped-flow »

C.b. Méthodes spectroscopiques

C.c. Approches micro-fluidiques

D. Catalyse

E. Réactions en solution, réaction-diffusion

F. Cinétique et photochimie

G. Cinétique et conception de réacteurs

Compétences :
  • Identifier le processus de production, de diffusion et de valorisation des savoirs
  • - Construire son projet personnel et professionnel : o Identifier ses propres compétences ; o Connaître les techniques de recherche d’emploi ; o Savoir rédiger un CV et une lettre de motivation ; o Savoir préparer un entretien ; o Se présenter dans différentes circonstances ; o Valoriser ses compétences et ses expériences par écrit et oralement

  • Réaliser des travaux à dominante scientifique, définis par des consignes et sous contrainte de temps : * établir des priorités, * s’organiser individuellement, * gérer son temps et ses priorités, * planifier.
  • Utiliser les technologies de l'information et de la communication dans un contexte scientifique ou non : * effectuer une recherche d'information (veille technologique / scientifique) en utilisant différentes modalités de recueil (Internet, enquêtes, documentation...) * stocker, manipuler l’information * mettre en forme et restituer après analyse critique l’information en explicitant sa pertinence, en adéquation avec le public visé.

  • Connaître les grandes classes de systèmes chimiques et matériaux
  • Mettre en œuvre une démarche scientifique sur le plan expérimental et de la modélisation: * concevoir et mettre en œuvre un protocole expérimental, * utiliser les appareils et les techniques de mesure les plus courants; * recueillir et exploiter des données, * identifier les sources d'erreur pour calculer l’incertitude sur un résultat expérimental; * élaborer et organiser des interprétations théoriques et/ou modèles * apprécier les limites de validité d'un modèle, * valider un modèle par comparaison de ses prévisions aux résultats expérimentaux
  • Résoudre par approximations successives un problème complexe : en recherche fondamentale autant qu'appliquée, posséder une démarche scientifique progressive et itérative dans la résolution d'une problématique

Organisation pédagogique

le mode de fonctionnement de l'UE est présenté au début des enseignements

Contrôle des connaissances

Session 1

Contrôle continu : coeff 0,4

Examen écrit final (3h): coeff. 0,6

first session: intermediate written exam (40% weight of overall mark)

final written exam (60% weight of overall mark).

Session 2

Report de la note de contrôle continu coeff. 0,4

Examen écrit (3h) ou oral selon l'effectif.

second session: written or oral exam (60% weight of overall mark)

recall of the first session intermediate evaluation (40% weight of overall mark).

Lectures recommandées

l'ensemble des références bibliographiques est communiqué au début des enseignements

Responsable de l'unité d'enseignement

Cedric Crespos

Enseignants

la composition de l'ensemble de l'équipe pédagogique est communiquée au début des enseignements