L’objectif de cette UE est d’une part la maîtrise des bases élémentaires de la thermodynamique des surfaces et d’autre part la bonne connaissance des différentes familles d’adhésifs. Nous abordons la thermodynamique des surfaces par les notions de mouillage et d’énergie de surface. Une description des adhésifs à mise en œuvre chimique ou physique et des auto-adhésifs est proposée avec des exemples d’applications dédiées. La formulation des adhésifs est exposée par la description des composants d’un auto-adhésif, leur mise en œuvre pour des applications prises comme exemples modèles, les règles scientifiques et empiriques de formulations (gestion de la viscosité, de l’élasticité, de la cristallinité, de la transition vitreuse, …), la mesure/prédiction des propriétés d’adhérence et enfin les règles générales qui dominent aux choix des adhésifs. La mesure des propriétés d’adhésion sera exposée par les différentes techniques existantes.

The objective of this course is on the one hand to master the elementary basics of surface thermodynamics and on the other hand to have a good knowledge of the different families of adhesives. We approach the thermodynamics of surfaces through the notions of wetting and surface energy. A description of chemical or physical adhesives as well as pressure sensitive adhesives is proposed with examples of dedicated applications. The formulation of adhesives is presented by describing the components of a pressure sensitive adhesive, their implementation for applications taken as model examples, the scientific and empirical rules of formulation (management of viscosity, elasticity, crystallinity, glass transition, ...), the measurement/prediction of adhesion properties and finally the general rules that dominate the choice of adhesives. The measurement of adhesion properties will be presented by the different existing techniques.

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L’objectif est d’introduire aux étudiants la base générale de la formulation des matériaux en caoutchouc et le traitement du caoutchouc (mélange et vulcanisation). Après une introduction sur les élastomères et les ingrédients utilisés dans la formulation du caoutchouc, nous verrons comment les sélectionner afin de réaliser la formulation adéquate. Ensuite, nous développons également la base sur le mélange de caoutchouc et la transformation du caoutchouc (injection, extrusion, …) afin d’obtenir des pièces en caoutchouc qui respectent un cahier des charges pour une application industrielles visées. 

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The objective is to present in an exhaustive way the different ways of characterizations of elastomers formulated and not formulated, in the state not reticulated and reticulated. 

Structure du cours:  

During the lectures a presentation will be given on : 

1. Introduction to the characterization of raw rubbers, uncured and cured formulations 

•  Necessity to characterize at each stage.  
•  Presentation of classical normalized methods – examples  
• The impacts of filler into formulation on properties (reinforcement,)payne effect..) 

2. Discover internal & external mixers -Formulation establishment in CANOE 

3.Comparison of 2 or 3 formulations in CANOE using adapted equipments 

• Mooney – MDR 
• IRTF – density by Helium pycnometer 
• Press to shape rubber plates & prepare normalized specimens 
• Mechanical properties. 

4. Conclusions 

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Description du cours : 

L’objectif est de présenter la chimie des accélérateurs de vulcanisation dans la formulation des caoutchoucs. 

Structure du cours : 

Part 1 

1- L’importance des additifs de vulcanisation sur les propriétés finales des caoutchoucs 

2- Présentation physique des additifs de vulcanisation 

3- La vulcanisation : mécanismes 

4- Les sous-produits de la vulcanisation 

5- Les différentes classes d’additifs de vulcanisation 

Part 2 

1- Les évolutions des formules de caoutchouc – focus additifs de vulcanisation 

2- Etudes de cas de remplacement d’accélérateurs 

3- Introduction à la dévulcanisation – vers le recyclage du caoutchouc 

4- Introduction systèmes de vulcanisation hors soufre 

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Natural polymers are playing a key role in the frame for bioeconomy. They could replace fossil-based polymers and make a positive contribution to the mitigation of climate change and the sustainable use of natural resources. This will require a better understanding of how the structure and functionality of the materials interrelate. In this context, this course relates with key topics on:

1. The biomass valorization and natural polymers, including their origin, extraction/isolation, characterization, and physiochemical, structural, mechanical and their biological properties;
2. The development of novel multifunctional bio-based materials architectures and manufacturing processes is also assessed, as well as, their applications in key areas such as biomedicine, composites, agriculture, and environmental engineering are also discussed.

Students acquire the competence to think of biomass valorization and biopolymers as a sustainable alternative to fossil-based polymers for the development of polymeric materials and composites. Basic knowledge in polymer chemistry is beneficial but not necessary. The course content will include a series of lectures using Power Point slides, case studies, exercises and in-class oral presentations by the students. Students should keep up with assigned reading and ask questions in class or by email.

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 Description du cours : 

After a reminder on the different forms of polymer recycling, the mechanical recycling of 4 polymers PE, PP, PET and HIPS will be presented. This second processing of polymer waste from sorting plants is generally based from food packaging. The modification of the macromolecular structure of the different polymers presented is not the same: it depends on the conditions of the process (temperature, shear, residence time). 

Structure du cours : 

Introduction : 

1. Evolution of production global plastic 

2. European production of plastic 

3. Recycling of plastics from packaging 

4. Methods of recycling 

PP recycling : 

From research papers found on SCOPUS with “multiple & extrusions & polypropylene” and ‘’reprocessing & polypropylene’’ as keywords, 5 papers have been selected. Mains results are presented and discussed with the students. 

Recyclability of polyethylene 

1. The different architecture of polyethylene 

2. Viscosity in shear and elongation of polyethylene 

3. PE degradation mechanism during reprocessing (by injection) 

Polyethylene terephthalate 

1. PET Structure and Properties 

1. Chain splitting by hydrolysis  

1. Minimum properties recommended before reprocessing 

1. Regeneration of viscosity by chain extension 

1. Optimization of settings (residence time and concentration) 

1. Long Chain Branching at high concentration of chain extenders 

Two papers on reprocessing of high impact polystyrene are read at the end of this lecture. 

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L’objectif est de présenter des méthodes et des techniques pour mettre en place un atelier, équilibrer les opérations sur les postes de travail et planifier les travaux en utilisant la méthode de planification des ressources de fabrication (MRP2). De nombreux exemples, méthodes et bonnes pratiques sont présentés et expliqués aux étudiants.

Au cours des exposés, une présentation sera donnée sur :

1. Techniques de mise en œuvre : méthode des liens et algorithme de King

2. Équilibrage de ligne : définition du problème et résolution du problème par les méthodes COMSOAL et RPW

3. Planification de la production : présentation de la méthode MRP2, de la planification des ventes et des opérations à l’établissement du calendrier

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Course description:  The objective is to introduce to students 3D printing of polymeric materials (thermoplastic and thermoset). 3D printing of ceramic and metal is not taught for the moment because these technologies are too expensive. My course is based on feedback on 3D printers that we have acquired and used in teaching during student projects and also in research on recent projects with industrialists (SAFRAN E&P, OUDOUL64).  After an introduction on the development of 3D printing in UPPA since 2014, we will see that SLA and FDM 3D printing are quite different and the criteria of selection of one of this two technologies (esthetic aspect, mechanical properties, thermal properties, price, time to proceed) . To finish a short introduction of 4D printing developed at MIT/Harvard lab.

Course structure: During the lectures a presentation will be given on :

Introduction to 3D printing

1. Definition of 3D printing
2. Possibilities to print numerical object
3. Principe of 3D printing with FDM
4. Comparison of our two 3D printers in UPPA
5. Comparison of materials and mechanical properties of 3D printed parts
6. Projects of students in Master
7. Advantages et drawbacks
8. 4D printing

   Conclusions

3D printing with laser technology : SLA

1. Schematic of SLA process
2. Preform software
3. Flexural and Tensile test on RIGID resin
4. Examples of printed parts :
   1. first printing
   2. technical part with thread
   3. sinusoidal thermal exchanger
   4. Y connector
5. Comparison with FDM
6. Injection moulding in SLA prototype mould

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L’enseignement s’effectue sous forme de travaux pratiques traitant de pièces et mécanismes réels en lien avec la recherche menée à l’Université.

La première partie de l’enseignement consiste en une initiation aux procédés conventionnels d’usinages (fabrication soustractive). A la fin de cette courte période, l’étudiant est en mesure de concevoir des pièces techniques simples en tenant compte de contraintes liées à l’usinage de ces pièces. Le second temps de l’enseignement est entièrement consacré à l’outil numérique de C.A.O. Cet enseignement s’appuie principalement sur des séances de travaux pratiques. Une progression sur la difficulté des sujets proposés permet à l’étudiant une appropriation graduelle des fonctions d’assemblages du logiciel de C.A.O. L’objectif de chaque séance est la restitution d’un ou plusieurs objets 3D ainsi que leur assemblage, à partir de leurs plans 2D.

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A part of the course presents the specificity of amphiphilic copolymers and their specific self-assembly behavior in water. The properties of these amphiphilic copolymers in water are presented in relation to the diversity of industrial applications offered by these materials. After an introduction to the different classes of amphiphilic copolymers (topologies, microstructure, natural or synthetic polymers, stimulables), the challenges associated with their characterization and processing will be discussed in relationship with the targeted properties related to applications.

Structure du cours :

The lecture will be divided as follows

Industrial applications of amphiphilic copolymers

1. Definition and library of structures of amphiphilic copolymers based on natural or synthetic copolymers
2. Tools to tune the amphiphilic behavior
3. Challenges of production and characterization of amphiphilic copolymers
4. Roles and specifications of amphiphilic copolymers for diverses applications: rheology modifiers, thickeners, hydrogels, emulsifier, dispersant, colloidal particules.

The properties will be discussed in relation to various industrial sectors: building, paints, cosmetics, biomedical, filtration membranes, agri-food…

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The objective of this course is to establish a state of the art of polymer-based nanocomposites. After defining nanocomposites, we review the main processing methods for these materials, focusing on the specific issues and challenges they raise. We then study the specific properties of nanocomposites, with a particular focus on their relationship with the nanoscale of the fillers. We end up with studying several applications.

The teaching strategies of this course include traditional course and several case studies.

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Course description:  The objective is to introduce to students organic and hybrid (organic-inorganic) materials presenting a nanometer-scale structure such as nanocomposites & block copolymers. We will see that nano-structuration can induce or accentuated properties compared to usual materials.

Course structure: During the lectures a presentation will be given on :

1. Introduction to the nanoWORLD !

2. Observe, manipulate and characterize at the nanoscale

3. Organic nanomaterials and their applications

Nanocomposites & Block copolymers for nanolithography, ion diffusion in battery & fuel cell, etc. (based on published papers)

The course will be supplemented by TD sessions during which specific scientific papers will be discussed. Finally, at the end of the semester, the students will have to prepare and present a presentation on a chosen topic based on nanomaterials.

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Ce cours donne les bases de la plasturgie: la mise en forme des matières plastiques. Les différents
procédés sont exposés avec leurs limites en terme de géométrie, cadence, faisabilité technique de
façon générale. Un focus est établi en terme d’orientation des chaines lors du procédé (bi étirage).
Un lien est aussi fait avec l’EC PLASTIC RECYCLING évidemment.
Structure du cours :
1. Introduction sur les procédés.
2. Thermoformage (hors ligne, en ligne, avec le moule positif ou négatif, bullage,
poinçonnement - aide, défauts et solutions, distribution d’épaisseurs).
3. Injection sur presse des thermoplastiques (description d'une presse à injecter, les étapes
du cycle d'injection, gaine solide, optimisation du temps de refroidissement, exemples de
pièces, élimination des défauts, Relation : volume injection-course de la vis & pression
matière-pression hydraulique), Projet ECO L’EAU.
4. Extrusion mono-vis (principe de l’extrusion mono-vis, constitution d’une extrudeuse, taux
de compression d’une mono-vis, 3 zones d’une mono-vis, débit et vitesse de rotation, post
extrusion : extrusion tube - extrusion gonflage - soufflage de gaine, filière pour câble
électrique et composites thermoplastiques.
5. Extrusion bi vis (profil de vis, pas inverse, co et contra rotative, dispersion et distribution
de charges, relation débit et vitesse de doseur, distribution de temps de séjour).

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Les différents procédé de mise en œuvre des composites thermoplastiques sont présentés dans ce cours. Les aspects de cadence de production, état de surface, coloration, propriétés mécaniques, débouchés industriels et secteurs d’activité sont développés. Enfin, un lien est fait avec l’EC POLYMER PROCESSING.

Structure du cours :

1. Introduction : Comparaison thermoplastiques / thermodurcissables
2. Thermoplastiques utilisés
3. Les charges et additifs
4. La nature des fibres et renforts (fibre de verre, carbone, kevlar)
5. Procédés de production de profilés (pultrusion, pull-extrusion, roll-forming)
6. Procédés de production de corps creux (enroulement filamentaire, moulage à la vessie)
7. Moulage de pièces en petite et moyenne série (moulage sous vide, au diaphragme)
8. Moulage de pièces en grande série (injection-compression et extrusion-compression)
9. Procédés innovants
10. Conclusions

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• Elaboration d'un diaporama servant de support à une présentation scientifique.
• Apprentissage de vocabulaire de spécialité.
• Elaboration d’un CV
• Entretien d’embauche

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Le cours s’articule autour de trois pratiques pédagogiques :

• Présentation du cours au tableau
• Illustration de projets de recherche 
• Exercice d’analyse d’articles scientifiques.

Les cours se divisent en quatre parties :

• Partie I- Introduction (Cycle du carbone ; éléments de physiologie végétale, biosynthèse du bois et des fibres naturelles ; les filières françaises (bois, chanvre et lin).
• Partie II – Hygroscopie – Séchage (Relation entre l’eau et le bois ; procédés et technologies du séchage.
• Partie III Durabilités naturelles et conférées (normalisation internationale ; les agents de biodégradation du bois ; les traitements fongicides et insecticides).
• Partie IV Les composites (notions de collage et de finitions biosourcées, classification, procédés de mise en œuvre ; techniques d’analyse et de caractérisation).

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The objective of this course is to make students aware of the digital chain to be set up in the factory of the future, directly linking the CAD, the specifications of a part, and the material chosen, to the choice of the process and the resulting structural and microstructural properties. An introduction in the form of a course will recall the main principles and steps of the digital chain applied to the manufacturing of a thermoplastic composite part. The following part consist in the preparation and realization of a project by group, going from the CAD of a part to the simulation of its processing (mainly thermal aspects), to the impact of the choice of material on the steps of the process and the properties of the part obtained. The restitution of the project will be done in class. 

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L’objectif principal de cet enseignement est d’apporter aux étudiants les connaissances et les compétences relatives au management, aux méthodes et aux outils de la qualité, afin de les appliquer dans le contexte de la production en milieu industriel. 

Ce cours s’adresse à tous les étudiants : ceux qui devront appliquer la qualité sur le périmètre de leurs responsabilités professionnelles ou ceux qui souhaitent intégrer un service qualité. 

Structure du cours : 

1/ Définitions, normes, labels 

2/ Amélioration continue, roue de Deming, PDCA  

3/ Approche processus et cartographie 

4/ La documentation 

5/ Les contrôles 

(a) Les équipements de mesure 

(b) Les indicateurs 

(c) Les audits 

(d) Les revues 

(e) Plan d’inspection et de test 

(f) Le cycle en V 

(g) Les procédés spéciaux 

6/ Les certifications 

7/ La traçabilité  

8/ Le LEAN  

9/ Méthodes statistiques : La capabilité 

10/ Méthodes statistiques : Les cartes de contrôle   

11/ Méthodes statistiques : Echantillonnage pour les contrôles par attributs  

12/ Divers : 

(a) Le diagramme de Pareto ou 20/80  

(b) Les 5M  

(c) Le diagramme cause-effet  

(d) QQOQCCP  

(e) Feuille de relever de données  

(f) La feuille de résolution de problème  

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The main objective of this lecture is to train students to make the link between the knowledge, as they learned during the first year of the master, on synthetic polymer and materials thereof and biomacromolecules. The format is hybrid, between lectures and student-based learning through literature studies and oral presentations in groups. The main topics are dedicated to the relation between structure and function and to the self-assembly of polymers and biomacromolecules in dilute aqueous solutions.

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