Descriptif
Ce module vise à établir un lien entre les connaissances scientifiques et techniques et les enjeux associés à une sélection d'éléments chimiques clés tels que le carbone, l'hydrogène, l'azote, le phosphore, le silicium, etc. Les thématiques abordées incluront les ressources, les cycles naturels, l'extraction et la disponibilité, les applications industrielles majeures, ainsi que les problématiques de pollution.
Objectifs pédagogiques
L'enseignement offrira l'opportunité d'explorer les fondements de la chimie moléculaire, de l'électrochimie, de la liaison chimique, des interfaces, de la catalyse, ainsi que les processus de préparation, de caractérisation et de dégradation des matériaux. Nous aborderons également les applications pratiques de ces concepts, en nous concentrant particulièrement sur les enjeux énergétiques actuels, tels que la production d'hydrogène, les technologies photovoltaïques et les batteries au lithium.
1e focus : Génération H2
- Sources fossiles
- Biohydrogène : enzymes et algues
- Energies renouvelables : piles à combustible, électrolyseurs, photovoltaïque
- Stockage
2eme focus : Cycle du C.
- Les différents réservoirs et les deséquilibres
- La valorisation de la biomasse et xylochimie
- Polymères biosourcés et biodégradable
- Carburants et chimie finie à partir de CO2
3eme focus : Cycle du P
- Sources naturelles (phosphates inorganiques, dérivés organiques)
- Usages : engrais, chimie (pollution, efficacité)
- Transformations en chimie (réduction en P4 puis dérivés)
- Problématiques de recyclage
4eme focus : Cycle du N
- Sources naturelles (N2)
- Usages : engrais, chimie (pollution, efficacité)
- Transformations en chimie (réduction en NH3, puis dérivés)
- Sources alternatives ?
- Pollution : oxydes NxOy
3eme focus : Cycle du Si.
- Sources naturelles
- Réduction en Si pour l’électronique
- Energie : photovoltaïque
- Silanes
4eme focus : Li.
- Sources naturelles, extraction, problématiques environnementales
- Applications : Batteries
- Chimie
5eme focus : Cycle du P
- Sources naturelles (phosphates inorganiques, dérivés organiques)
- Usages : engrais, chimie (pollution, efficacité)
- Transformations en chimie (réduction en P4 puis dérivés)
- Problématiques de recyclage
6eme focus : Cycle du N
- Sources naturelles (N2)
- Usages : engrais, chimie (pollution, efficacité)
- Transformations en chimie (réduction en NH3, puis dérivés)
- Sources alternatives ?
- Pollution : oxydes NxOy
Langue du cours : Anglais
Diplôme(s) concerné(s)
Parcours de rattachement
Format des notes
Numérique sur 20Pour les étudiants du diplôme Inside ENSTA Paris
Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)Programme détaillé
L'enseignement se structure autour de cours magistraux et de petites classes. Les cours dispensés embrassent l'ensemble des aspects théoriques et pratiques du module. Quant aux petites classes, elles peuvent prendre la forme de séances d'exercices ou de lectures dirigées d'articles scientifiques, offrant ainsi un apprentissage diversifié et approfondi.
1er focus : Cycle du Phosphore
- Sources naturelles (phosphates inorganiques, dérivés organiques)
- Usages : engrais, chimie (pollution, efficacité)
- Transformations en chimie (réduction en P4 puis dérivés)
- Problématiques de recyclage
2eme focus : Cycle de l'Azote
- Sources naturelles (N2)
- Usages : engrais, chimie (pollution, efficacité)
- Transformations en chimie (réduction en NH3, puis dérivés)
- Sources alternatives ?
- Pollution : oxydes NxOy
3eme focus : Hydrogène
- Sources fossiles
- Biohydrogène : enzymes et algues
- Hydrogène naturel
- Energies renouvelables : piles à combustible, électrolyseurs, photovoltaïque
- Stockage
4eme focus : Cycle du Carbone
- Les différences sources de carbone
- Molécules carbonées pour les carburants et l’énergie
- Alternatives à la pétrochimie pour la chimie fine
5eme focus : Cycle du Silicium
- Sources naturelles
- Réduction en Si pour l’électronique
- Energie : photovoltaïque
- Silanes
6eme focus : Li
- Sources naturelles, extraction, problématiques environnementales
- Applications : Batteries
- Chimie
