Techniques de caractérisation des matériaux minéraux 2

ECTS

3.0

Nombre d'heures

25.0

Niveau d'étude

Bac +4

Période de l'année

Semestre 8

Présentation

Au travers d’exemples appliqués aux argiles ainsi qu'à d'autres minéraux, nous verrons comment utiliser un panel de techniques de caractérisation du solide (spectroscopies, diffraction) pour mieux analyser, comprendre et modéliser les structures minérales. L’UE se basera en majorité sur l’étude des structures et de la cristallochimie des argiles et plus généralement des matériaux lamellaires. La grande diversité chimique et structurale de ces minéraux en font des sujets d’étude complexes de choix. Ils nous permettront d’appréhender les capacités et limites d’analyse d’une instrumentation sur un matériau naturel.

La seconde partie de ce module vise à permettre une interprétation approfondie des signaux spectroscopiques et diffractométriques. Ainsi une information fine et quantitative sur les propriétés d'ordres et de structures des matériaux minéraux est possible.

Objectifs

Ce module s’adresse à tout(e) étudiant(e) visant un cursus qui l’amènera, dans sa profession, à travailler dans les domaines de l’instrumentation scientifique et/ou de l’analyse de matériau naturel/synthétique.

Conditions d'admission

Structure cristalline et cristallochimie (part 1)

Bases de minéralogie (niveau licence)

Bases en mathématiques, chimie et physique (cursus scientifique général)

Volume horaire

CM15
TP3
TD7

Compétences visées

Ce module, en deux parties, s'adresse donc à tout(e) étudiant(e) visant un cursus qui l’amènera dans sa profession à travailler dans les domaines de l'instrumentation scientifique et/ou de la caractérisation de matériau naturel/synthétique à l'aide de méthodes physiques.

Suite à ce module, l’étudiant(e) aura acquis une 1) solide connaissance des structures cristallines des matériaux/minéraux lamellaires et de leur cristallochimie. L’Étudiant aura eu une vision complète de l’analyse d’un minéral par les techniques de caractérisation du solide (diffraction, spectroscopies). Ainsi, 2) il/elle maitrise la totalité de la chaine d’analyse, depuis la préparation des échantillons et l’acquisition des données jusqu’à leur analyse finale en passant par la compréhension des interactions rayonnement/matière. Ce module a ainsi pour objectif final de 3) former des utilisateurs critiques et éclairés à même de traiter un signal (DRX, FTIR…) et 4) d’en tirer les informations cristallochimiques pertinentes tout en étant conscient des limitations de leurs analyses.

Syllabus

L'UE  "techniques de caractérisation des matériaux minéraux 2" se déroule de la manière suivante:

1 - Diffraction

Après avoir été initié(e)s aux bases de la diffraction, au cours de la première partie du module, les étudiant(e)s se formeront aux possibilités avancées de la diffraction des rayons X. Cette partie du module abordera ainsi le détail physique et analytique de la diffraction au travers d’approches de modélisation. De cette manière, une information structurale ainsi que quantitative peut-être extraite des matériaux minéraux.

            Application de la diffraction des rayons X à l’identification des minéraux argileux (phyllosilicates)
            Spécificités des matériaux lamellaires et des minéraux argileux vis-à-vis de la diffraction des rayons X (substitutions isomorphiques, ordre-désordre, défauts structuraux, fautes d’empilement, interstratification)
            Analyse minéralogique quantitative d’échantillons naturels contenant des phases désordonnées 
            Prise en compte des défauts structuraux lors de la caractérisation structurale de matériaux lamellaires (modélisation des diffractogrammes expérimentaux)

2 -Informations minérales supplémentaires

Afin d’obtenir un panel de techniques spectroscopiques d’analyse du solide, le module est aborde également les bases de techniques complémentaires :

-Introduction à la microscopie électronique à transmission qui permet de combiner une grande résolution d'image aux informations de l'espace de Fourier en lien direct avec la diffraction.

Des séminaires pourront permettre d'aborder d'autres techniques d'analyses des solides (RPE...)

-Introduction à la Résonance Paramagnétique Electronique

Méthode d'enseignementEn présence

Type d'enseignementFormation initiale

Composante

Etudiants internationaux

Ouvert aux étudiants en échange

Lieu(x)

  • Poitiers-Campus
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