Ce cours de science des matériaux a été conçu à l'Ecole des Mines d'Albi-Carmaux pour les élèves-ingénieur de 2ième année. Il n'a pas d'autre ambition que d'introduire les principaux concepts de la science des matériaux utiles à l'ingénieur généraliste que nous formons. Il contribue par ailleurs au socle scientifique sur lequel seront construits de nombreux enseignements dédiés aux matériaux et proposés à nos élèves plus tard dans leur cursus, notamment au niveau des options de dernière année "Matériaux pour l'Aéronautique et le Spatial" et "Ingénierie des Matériaux". Dans un premier temps, le cours traite de l'architecture et de la cohésion des solides, essentiellement cristallins, et de leur caractérisation cristallographique par diffraction des rayons X. Dans un second temps, les différents types de défauts présents dans les solides sont décrits en insistant particulièrement sur le rôle qu'ils jouent sur les propriétés d'usage. La constitution des alliages métalliques et les diagrammes de phases qui régissent les équilibres thermodynamiques sont ensuite présentés. Enfin, après avoir détaillé les bases des processus de diffusion à l'état solide, les transformations de phases, avec et sans diffusion, sont décrites. Une grande part des micrographies, illustrations et vidéo proposées dans le document proviennent des travaux de recherche et d'expertise de l'auteur.
Mot(s) clés libre(s) : génie mécanique, matériau, cohésion des solides, solides cristallins, caractérisation cristallographique, diffraction des rayons X, défauts cristallins, alliages métalliques, diagrammes de phases, transformations de phases

Une expérience de fusion et cristallisation avec applications aux planètes, menée par une équipe pédagogique de Lyon 1, a permis la réalisation de plusieurs ressources : des films d’expériences avec H2O - un protocole complet et illustré des expériences - et une simulation permettant de créer un point de mesure sur le diagramme de phase pour définir les courbes solidus et liquidus.
Mot(s) clés libre(s) : fusion partielle, cristallisation fractionnée, diagramme de phase, cristallisation

Au cours de ce MOOC, nous aborderons les diagrammes de phases des corps purs et des mélanges. Vous apprendrez qu’il existe plusieurs méthodes et techniques permettant de mesurer les propriétés thermophysiques (telles que : équilibre entre phases, masse volumique, enthalpie). Nous verrons ensuite quels sont les critères déterminants pour choisir la technique la plus appropriée à partir d’exemples concrets. Nous en déduirons ainsi les diagrammes de phases qui sont une aide précieuse au dimensionnement et à l’optimisation des procédés ou des systèmes énergétiques. Nous aborderons aussi les notions d’étalonnage et d’incertitude. Nous ferons ensemble deux travaux pratiques au cours desquels nous mesurerons, les propriétés d’équilibre liquide-vapeur d’un système binaire pentane- dioxyde de carbone ainsi que le point de bulle du propane. Vous apprendrez enfin à traiter les données provenant des mesures et vous aurez quelques notions sur la modélisation des propriétés thermophysiques.
Mot(s) clés libre(s) : thermodynamique expérimentale, diagrammes de phases, propriétés thermophysiques, équilibre entre phases,, masse volumique, modélisation des systèmes énergétiques, optimisation des procédés, système énergétique, équilibre liquide-vapeur, point de bulle du propane

Nous cherchons à mettre en exergue les caractéristiques d'un rayonnement lumineux après son passage à travers un milieu diffusif. Le phénomène physique que nous mettons en évidence est la diffusion de photons. Nous étudions leurs trajectoires traversant cette zone de diffusion, typiquement un nuage. Cette étude peut donc s'appliquer au milieu interstellaire avec une source (étoile) qui éclaire un nuage de gaz, ou le Soleil illuminant notre atmosphère planétaire. La question est : Que voit-on de l'autre côté du nuage? Nous pourrons étudier deux cas de diffusion avec l'applet suivante : La diffusion isotrope, La diffusion Rayleigh.
Mot(s) clés libre(s) : diffusion de photons, diagrammes de phase, diffusion isotrope, diffusion Rayleigh