Descriptif
Les modules expérimentaux de chimie proposent de s’initier à la démarche scientifique et de se familiariser avec les diverses techniques couramment utilisées au laboratoire pour la préparation de molécules d'intérêt, à travers une variété de manipulations concernant les domaines de la chimie organique, organométallique, analytique et des matériaux.
Plusieurs thématiques sont proposées pour ces modules :
- Synthèse organique et interfaces biologiques :
- Chimie pour l'énergie et le développement durable
- Matériaux innovants
Ces modules représentent le meilleur moyen de mettre en application les connaissances théoriques préalablement acquises et d’appréhender le travail de recherche en chimie en confrontant la théorie à la pratique.
Objectifs pédagogiques
Ce module vise à s’initier et approfondir les techniques expérimentales utilisées en chimie grâce à la participation des élèves à des travaux de recherches en cours dans les laboratoires du Département de Chimie. Parmi les différentes techniques de manipulation qui pourront être abordées durant ces travaux pratiques, vous rencontrerez :
➤ Des réactions sous atmosphère inerte
➤ Suivi d’avancements des réactions
➤ Travail sur "Schlenk line" et en boite à gants
➤ Les techniques de séparation et de purification : extraction, purification par distillation, cristallisation, chromatographie.
➤ Les techniques d'électrochimie.
➤ L'analyse structurale par résonance magnétique nucléaire, spectrométrie de masse, diffractométrie aux rayons X, spectroscopies infrarouge, UV et polarimétrie, luminescence, absorption, diffusion
➤ Synthèse de nanoparticules par chimie des colloïdes
➤ Elaboration de verres en couches minces par des techniques de chimie douce (chimie par voie sol-gel)
➤ Elaboration de verres et céramiques par réactions en fours hautes températures
➤ Mise en œuvre de caractérisations structurales (diffraction des rayons X, microscopie électronique à balayage ou en transmission)
➤ Mesure de propriétés physiques, notamment dans le domaine de l’optique et du transport (caractère conducteur ou semi-conducteur)
effectifs minimal / maximal:
/15Diplôme(s) concerné(s)
Parcours de rattachement
Pour les étudiants du diplôme Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Suivre au moins un des 3 cours de chimie proposés en 2ème année (CHI421, CHI431 ou CHI451).
Format des notes
Numérique sur 20Littérale/grade réduitPour les étudiants du diplôme Titre d’Ingénieur diplômé de l’École polytechnique
Vos modalités d'acquisition :
L’évaluation tient compte des manipulations expérimentales, du rapport et de la soutenance. La note de l’encadrant est prise en compte.
L'UE est acquise si note finale transposée >= C- Crédits ECTS acquis : 6 ECTS
Le coefficient de l'UE est : 13
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
La note obtenue est classante.
Pour les étudiants du diplôme Echanges PEI
L'UE est acquise si note finale transposée >= C- Crédits ECTS acquis : 6 ECTS
Le coefficient de l'UE est : 13
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
La note obtenue est classante.
Programme détaillé
Les sujets traités sont variés et concernent des domaines divers tels que la chimie organique, organométallique, analytique et des matériaux.
- Synthèse organique et interfaces biologiques : Développement de nouvelles méthodes de synthèse, la catalyse, la synthèse totale, ou la chimie médicinale en vue de la production de molécules d'intérêt biologique.
- Chimie pour l'énergie et le développement durable : Chimie moléculaire organique et organométallique (catalyse, économie d’atomes en chimie organique, transformation de petites molécules polluantes, production d’hydrogène à partir de déchets d’origine alimentaire), chimie analytique pour l’environnement (analyses de matrices complexes par spectrométrie de masse, photo-dégradation de polluants, valorisation de déchets par électrochimie) et étude de matériaux pour la dépollution et le stockage de l’énergie (batteries, photovoltaïque).
- Matériaux innovants : conception et fabrication des matériaux, caractérisations par des techniques de pointe (diffraction des rayons X, microscopie électronique…), mesure des propriétés physiques en lien avec leurs applications potentielles
Ces sujets se différencient de travaux pratiques « classiques » dans le sens où ceux-ci sont directement issus des travaux de recherche en cours dans les laboratoires de chimie de l’École polytechnique ; ils évoluent donc chaque année !
Voici quelques exemples de sujets proposés ces dernières années :
➤ Synthèse d'outils moléculaires photocommutables pour le contrôle de processus biologiques par la lumière.
➤ Catalyse au cobalt : application à la synthèse d’un produit d’intérêt pharmaceutique.
➤ Synthèse totale biomimétiques de substances naturelles.
➤ Synthèse totale de la kingianine, substance naturelle anticancéreuse.
➤ Réactions multicomposants pour la synthèse de fongicides
➤ Cycloadditions et réarrangement de rétro-Claisen appliquées en synthèse totale
➤ Fonctionnalisation tardive de noyaux hétérocycliques vers de nouveaux antibiotiques
➤ Synthèse de ligands de métaux et de NHC pour la catalyse
➤ Analyse d'électrocatalyseurs à base d'oxyde d'iridium par électrochimie
➤ Synthèse et caractérisation de complexes hétérobimétalliques Iridium-Lanthanide
➤ Réactions multicomposants pour l'économie d'atomes et d'étapes
➤ Synthèse de photo-catalyseurs pour la production d’hydrogène à partir d’acide gras d’origine alimentaire
➤ Dépolymérisation de la lignine (déchets du bois) par électrochimie
➤ Transformation et valorisation du monoxyde de carbone et du dioxyde de carbone
➤ Etude de la photo-dégradation de polluants en milieu aqueux
➤ Analyse de matrices complexes par spectrométrie de masse
➤ Nanoparticules de terres rares multifonctionnelles : Lien entre microstructure et propriétés macroscopiques
➤ Synthèse de nanoparticules fluorescentes pour la biologie et la médecine.
➤ Synthèse de nanocristaux de bronze de tungstène dopé césium pour le contrôle solaire
➤ Synthèse de verres par procédés basses températures
➤ Mise au point d’une technique de caractérisation de matériaux dopés par RMN du solide
➤ Synthèse et étude de fluides à propriétés magnétiques
➤ Elaboration de cristaux liquides inorganiques