Les matériaux à propriétés spécifiques et haute valeur ajoutée sont aujourd'hui incontournables pour gérer tant les grandes questions de société que les problèmes de la vie quotidienne, tels que l'énergie, la santé, la communication et l'information.

Cette UE a pour objectif l’obtention des blocs de compétences et connaissances suivants :

• Créer, concevoir et développer de nouveaux produits ou de nouveaux procédés de fabrication de produits, par la mise en œuvre, sur des matières premières soigneusement sélectionnées, d'une batterie d'outils existants, de briques technologiques connues et disponibles, sous la forme d'une séquence hiérarchisée d'étapes ordonnées selon les contraintes technologiques et physico-chimiques propres aux matériaux et équipements impliqués ;
• Caractériser les matériaux ou les produits sous les aspects chimiques, physiques ou mécaniques, par l'utilisation des outils de caractérisation pertinents pour mesurer les propriétés ou faire les observations de la manière la plus adaptée ; savoir obtenir la précision requise sur les variables analysées, mettre en œuvre des échantillons et éprouvettes selon les géométries et procédures connues comme les plus propices ;
• Proposer des modes de résolutions de problématiques technologiques en tenant compte des multiples contraintes écologiques, économiques, techniques, stratégiques, relatives à l'environnement de travail, au contexte global, et aux acteurs impliqués ;
• Identifier et reconnaître les problématiques technologiques dans une situation donnée, en s'appuyant notamment sur les résultats issus de l'analyse fonctionnelle.

Quatre modules permettent de répondre à ces objectifs :

M3-1 : Matériaux pour l'énergie et les technologies de l’information et des communications

Les matériaux contribuent à relever plusieurs défis dans les domaines de l'énergie et les techniques pour l'information et la communication (TIC). La démarche sera illustrée sur une sélection d’exemples clefs pour chaque filière et chaque catégorie de matériaux : conversion photovoltaïque et électrochimique (batteries et piles à combustibles), transport de l’énergie (énergie électrique et carburants), conversion, stockage, traitement et transport de l’information (capteurs, mémoires, processeurs, transports sur fibres, sur câbles et hertzien).

M3-2 : Matériaux pour la santé

Ce module aborde la notion de biomatériaux, c’est-à-dire des matériaux en contact avec les tissus vivants, utilisés en substitution, ou restauration fonctionnelle, d’organes (ou tissus) lésés ou dysfonctionnels. Pour ce faire, on abordera tout d’abord l’organisation des tissus vivants en soulignant leurs relations structure – fonctions. Cette partie nous permettra d’établir les cahiers des charges des matériaux sur le plan fonctionnel tout en respectant les impératifs associés à leur utilisation chez un être vivant (biocompatibilité, biodégradabilité, résistances des matériaux…). Quelques études de cas : prothèses cardio-vasculaires, prothèses de hanche, implants en odontologie et orthodontie, scaffolds pour l’ingénierie tissulaire…illustreront l'ensemble de ces propos. Les enjeux du monde de la santé, les aspects réglementaires et éthiques feront partie intégrante de cet enseignement.

M3-3 : Ingénierie des surfaces et revêtements

Ce module traite d’un ensemble de technologies visant à obtenir des modifications de surface et en particulier des films minces et revêtements en surface de tout type de substrat (organique ou inorganique). Ces couches minces et revêtements peuvent eux-mêmes être de nature organique (dont polymères) ou inorganique (dont en particulier métalliques). On y montre la place croissante des différents matériaux utilisés en tant que films ou revêtements (ex emballages, revêtements protecteurs, revêtements anti-usure, bijouterie, peintures, vernis…), leur intérêt, les fonctions requises ainsi que les problématiques et enjeux sociétaux impliqués.

On insistera sur la démarche d’intégration du matériau à son utilisation en tant que film ou revêtement à propriétés spécifiques en expliquant le choix des revêtements/films minces et les technologies utilisées qui permettent d’obtenir les fonctions requises et de les optimiser.

M3-4 : Matériaux pour les constructions et les infrastructures

Ce module traite des matériaux de structures (construction, infrastructures…) en s'attachant à dégager la notion d’optimum entre plusieurs propriétés d’usage et en tenant compte des aspects environnementaux.

Les problématiques spécifiques de quelques métiers seront utilisées pour illustrer les enjeux environnementaux du secteur du BTP, par exemple dans le domaine des routes, des bétons, des matériaux d’isolation, etc. Un intérêt particulier sera porté à la présentation des nouvelles démarches permettant de prendre en compte et de limiter l’impact environnemental de ces matériaux et des technologies associées.

• [mention : Chimie et sciences des matériaux] M2 Conception et cycle de vie des matériaux