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Physique des matériaux

Objectifs

A la fin de ce module, l¿étudiant devra avoir compris et pourra expliquer (principaux concepts) :
- les modèles physiques de cohésion des matériaux solides à l¿échelle atomique et moléculaire, ainsi que les liens entre ces modèles et des grandeurs physiques macroscopiques.
- la diffraction des rayons X et des électrons par les atomes du réseau cristallin
- les relations entre les défauts et dislocations au niveau de la structure atomique et des propriétés mécaniques macroscopiques des matériaux cristallins.
- l¿outil mathématique tensoriel permettant d¿exprimer et quantifier certaines grandeurs physiques, et les propriétés physiques anisotropes des cristaux.
- les relations entre les symétries cristallines et l¿anisotropie des propriétés physiques macroscopiques des matériaux cristallins : principes de Curie et de von Neumann.

L¿étudiant devra être capable de :
- caractériser structurellement et orienter un cristal : mise en œuvre des techniques de base de diffraction des rayons X et des électrons, puis analyse des résultats.
- décrire du point de vue géométrique et énergétique les dislocations et leurs interactions, et les mettre en relations avec les propriétés mécaniques du matériau cristallin : fragilité et la ductilité
- calculer et prévoir des effets (électriques, thermiques, mécaniques) résultants de contraintes (électriques, thermiques, mécaniques) appliquées au cristal selon des directions particulières.
- maitriser l¿effet piézoélectrique pour des applications de capteurs et de micro-actionneurs, et les effets acousto-optiques et électro-optiques pour des applications de filtrage, de modulation ou d¿adressage optique et de composants optoélectroniques.

Evaluation

L'évaluation des acquis d'apprentissage est réalisée en continu tout le long du semestre. En fonction des enseignements, elle peut prendre différentes formes : examen écrit, oral, compte-rendu, rapport écrit, évaluation par les pairs...

Bourse

Bibliographie:

Remarque : l¿essentiel des cours sont polycopiés.
- Cristallographie géométrique et radiocristallographie; J.-J. Rousseau et A. Gibaud ; Dunod- ISBN 978-2-10-050198-4
- GERL, ISSI, Physique des Matériaux ; Traité des Matériaux Volume 8, Presses Universitaires Romandes, 1997
- DORLOT, BAILON, MASOUNAVE, Des Matériaux, Editions de l¿Ecole Polytechnique de Montréal, 1986
- PHILIBERT, VIGNES, BRECHET, COMBRADE, Métallurgie : du minerai au matériau, Masson, 1997
- ASHBY, JONES, Matériaux vol 1. et vol. 2, Dunod, 1991, 2008
- MARTIN JL, Dislocations et plasticité des cristaux, Presses polytechniques et universitaires romandes, 2000
- Physical Properties of Crystals: Their Representation by Tensors and Matrices, J.F. Nye, Oxford Science Publications
- Fundamentals of Photonics, B.E.A. Saleh and M.C. Teich, Wiley, 2013