FormationsMasterMatériauxSp. ERASMUS MUNDUS - Matériaux pour le Stockage et la Conversion de l'Energie (MESC)M1 ERASMUS MUNDUS spécialité MESC

Master MatériauxSpécialité ERASMUS MUNDUS - Matériaux pour le Stockage et la Conversion de l'Energie (MESC) M1 ERASMUS MUNDUS spécialité MESC

Objectifs

Former des chercheurs, des enseignants-chercheurs ou des ingénieurs pour le secteur privé, spécialisés dans le domaine des matériaux pour l’énergie, notamment batteries, piles à combustibles, supercondensateurs, photovoltaique. Les applications sont multiples et vont du véhicule électrique à l’électronique nomade.

Formation et recherche

La formation est très axée sur la recherche avec en semestre 4 un stage de recherche de 6 mois.

Pré-requis obligatoires

Licence chimie ou physique

Pré-requis recommandés

Connaissance en matériaux, électrochimie, anglais

Régimes d'inscription

Cette formation est accessible en

Formation initiale
Formation continue

Compétences visées

Bonnes connaissances en matériaux (structures, liaisons, défauts, réactions), électrochimie et chimie du solide, applications en technologies électrochimiques de l’énergie)

Stages et projets encadrés

Stage de recherche de 6 mois au semestre 4

Volume des enseignements

  • Cours magistraux : 130 heures
  • Travaux dirigés : 120 heures
  • Travaux pratiques : 290 heures

Enseignements délocalisés

Semestre 2 : Varsovie, semestre 3 : Cordoue ou Amiens, semestre 4 : stage de recherche

Modalités de contrôle des connaissances

Les enseignements sont composés d'enseignements théoriques et de travaux pratiques et/ou de démonstrations en laboratoire. L'évaluation des connaissances des divers enseignements donne lieu à des notes qui portent sur les enseignements théoriques et les enseignements pratiques.

Chaque UE fait l’objet d’un contrôle, soit sous forme de contrôle continu avec un examen écrit terminal, soit sous forme de travaux pratiques et examen écrit terminal.

Les deux semestres d’une année se compensent, mais il existe une note éliminatoire de 6/20 sur chaque UE.

S1 du Master MESC - Marseille ou Toulouse

[ détails ]

  • Choix du site : Marseille ou Toulouse (30 crédits)
    • Site de Toulouse (30 crédits)
      • TU1 General electrochemistry (6 crédits)

        Code : ENSMTAU10Langue : Français.

        Contenu : 1) Basics in Electrochemistry 1 - Oxido-reduction, thermodynamics, redox cells, E – pH 2 - Mass transfer : convection, diffusion, migration 3 - Ionic transfer : electrolytes - separators 4 - Kinetics (Butler-Volmer, Tafel) 2) Corrosion 1 - Aqueous corrosion 2 - Protection against corrosion 3) Analytical Methods 1 - Micro-electrolysis : monitoring and main parameters 2 - Voltammetry : linear, square, cyclic and alternative 3 - Chronopotentiometry, chronoamperometry, micro-electrodes 4 - Electrochemical Impedance spectroscopy : introduction

        Volume horaire : 35h de CM - 15h de TD - 10h de TP - 

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      • TU2 Solid state chemistry (8 crédits)

        Code : ENSMTAU11Langue : Français.

        Contenu : 1) Inorganic solid state chemistry (55 h) 1 - Synthesis : low-temperature reactions (soft chemistry) 2 - Structural study : relationship structure / properties Fundamentals of basic structural families and diffraction techniques Perovskites and applications Spinels and applications Basics of Electron Microscopy : SEM and TEM 3 - Chimie douce Sol-gel synthesis and applications Spray-pyrolysis : synthesis and energy applications Nanostructured ceramics Physical and chemical vapour deposition techniques 2) Basic polymer chemistry (15 h) 1 – Polyaddition : radical polymerisation, ionic polymerisation, catalysed polymerisation 2 – Polycondensation 3 - Chemical modification 4 - Conducting polymers (ionic and electronic)

        Volume horaire : 50h de CM - 15h de TD - 5h de TP - 

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      • TU3 Physical chemistry of materials (4 crédits)

        Code : ENSMTAU12Langue : Français.

        Contenu : 1 - Chemical bonding in solids Molecular, ionic, covalent, metallic 2 - Defects in solids Point defects (Kröger nomenclature) Dislocations (mechanical properties) Interfaces (adsorption, segregation) 3 - Diffusion in solids Fick’s laws 4 - Electrical properties Charge carrier mobility Ionic and electronic conductivity Non-stoichiometry Doping (acceptors and donors)

        Volume horaire : 15h de CM - 10h de TD - 5h de TP - 

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      • TU4 English 1 (2 crédits)

        Code : ENSMTAU13Langue : Français.

        Contenu : (20 h, 2 ECTS)

        Volume horaire : 20h de CM - 

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      • TU5 Application of surface treatments to energy storage (4 crédits)

        Code : ENSMTAU14Langue : Français.

        Contenu : 1 - Chemical conversion treatments, 2 - Chemical/Electrochemical conversion treatments, 3 - Valve-metals anodization 4 - Electrohemical metal or alloys deposits

        Volume horaire : 20h de CM - 10h de TD - 5h de TP - 

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      • TU6 Energy storage and conversion (6 crédits)

        Code : ENSMTAU15Langue : Français.

        Contenu : 1 - General characteristics 2 - Aqueous primary cells (saline, alkaline, Zn/air, sea-water cell,…) 3 - Dielectric materials for capacitors 4 - Supercapacitors 5 - Standard batteries : lead acid, Ni-Cd

        Volume horaire : 35h de CM - 15h de TD - 5h de TP - 

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    • Site de Marseille (30 crédits)
      • TU1 General electrochemistry (6 crédits)

        Code : ENSMTAU10Langue : Français.

        Contenu : 1) Basics in Electrochemistry 1 - Oxido-reduction, thermodynamics, redox cells, E – pH 2 - Mass transfer : convection, diffusion, migration 3 - Ionic transfer : electrolytes - separators 4 - Kinetics (Butler-Volmer, Tafel) 2) Corrosion 1 - Aqueous corrosion 2 - Protection against corrosion 3) Analytical Methods 1 - Micro-electrolysis : monitoring and main parameters 2 - Voltammetry : linear, square, cyclic and alternative 3 - Chronopotentiometry, chronoamperometry, micro-electrodes 4 - Electrochemical Impedance spectroscopy : introduction

        Volume horaire : 35h de CM - 15h de TD - 10h de TP - 

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      • TU2 Solid state chemistry (8 crédits)

        Code : ENSMTAU11Langue : Français.

        Contenu : 1) Inorganic solid state chemistry (55 h) 1 - Synthesis : low-temperature reactions (soft chemistry) 2 - Structural study : relationship structure / properties Fundamentals of basic structural families and diffraction techniques Perovskites and applications Spinels and applications Basics of Electron Microscopy : SEM and TEM 3 - Chimie douce Sol-gel synthesis and applications Spray-pyrolysis : synthesis and energy applications Nanostructured ceramics Physical and chemical vapour deposition techniques 2) Basic polymer chemistry (15 h) 1 – Polyaddition : radical polymerisation, ionic polymerisation, catalysed polymerisation 2 – Polycondensation 3 - Chemical modification 4 - Conducting polymers (ionic and electronic)

        Volume horaire : 50h de CM - 15h de TD - 5h de TP - 

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      • TU3 Physical chemistry of materials (4 crédits)

        Code : ENSMTAU12Langue : Français.

        Contenu : 1 - Chemical bonding in solids Molecular, ionic, covalent, metallic 2 - Defects in solids Point defects (Kröger nomenclature) Dislocations (mechanical properties) Interfaces (adsorption, segregation) 3 - Diffusion in solids Fick’s laws 4 - Electrical properties Charge carrier mobility Ionic and electronic conductivity Non-stoichiometry Doping (acceptors and donors)

        Volume horaire : 15h de CM - 10h de TD - 5h de TP - 

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      • TU4 English 1 (2 crédits)

        Code : ENSMTAU13Langue : Français.

        Contenu : (20 h, 2 ECTS)

        Volume horaire : 20h de CM - 

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      • TU7 Surface and interface analysis and spectroscopy (4 crédits)

        Code : ENSMTAU16Langue : Français.

        Contenu : 1 - Interface and surface geometric structure 2-D Crystallography, epitaxial growth, thin films Direct and reciprocal-space X-ray diffraction 2 - Surface Analysis Chemical Analysis : Auger Spectroscopy and XPS Electronic Structures : UPS, XPS, EDS Scanning Probe Microscopies : AFM and STM 3 – Impedance Spectroscopy : Application to Batteries 4 – Fundamentals of Adsorption Chemisorption and physisorption – Models Micro- and mesoporous materials for energy applications

        Volume horaire : 20h de CM - 15h de TD - 5h de TP - 

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      • TU8 Material science and modelling (6 crédits)

        Code : ENSMTAU17Langue : Français.

        Contenu : 1 - Ion and electron transport in confined systems Interfaces : space charge regions Quantum size effects Nanoionics 2 – Other sources of energy : nuclear fusion Interaction plasma-solids Materials for fusion reactors ITER project 3 - Modelling/Simulation Multiscale modelling : limitations and perspectives Ab initio methods Density Functional Theory and applications Molecular Dynamics and Monte Carlo methods Calculation of thermodynamic properties Metropolis algorithm and simulations in different ensembles Mesoscale methods

        Volume horaire : 25h de CM - 20h de TD - 5h de TP - 

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S2 du master MESC - Varsovie

[ détails ]

  • TU9 Polymer Electrolytes (10 crédits)

    Code : ENSMTBU16Langue : Français.

    Contenu : 1 - Amorphous, crystalline and Composites Electrolytes 2 – Modelling

    Volume horaire : 30h de CM - 30h de TD - 30h de TP - 

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  • TU10 Materials technologies and fuel cells (7 crédits)

    Code : ENSMTBU17Langue : Français.

    Contenu : 1 - Ceramics and bulk ceramics Sintering 2 - Thick / thin films, Sputtering Screen printing, Eectrophoretic deposit Spray deposit, Tape casting 3 - Polymers / Composites Mixtures and additives Extrusion, calendring 4 - Fuel Cells : SOFC, PEMFC, MCFC, PAFC, AMFC

    Volume horaire : 25h de CM - 10h de TD - 25h de TP - 

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  • TU11 Enegy storage and conversion 2 (7 crédits)

    Code : ENSMTBU18Langue : Français.

    Contenu : 1 - General Characteristics 2 - Ni-MH systems 3 - Non aqueous primary cells, lithium cells Electrolytes, passivation layer Solid cathode cell (Li/MnO2, Li/CuO, Li/CFx, Li/V2O5, Li/FeS2) Liquid cathode cell : Li/SOCl2, Solid cell : Li/I2 4 - Li-Ion battery technology Negative C electrode Ambient temperature batteries : LiCx / MnO2 , LiCx / NiO2 , LiCx / CoO2 Low temperature batteries (Li - C / LiPF6 – gel / LixMnO2 High temperature batteries : LiAl/FeS, 5 - Other batteries for high temperature applications : Na/S and Zebra battery

    Volume horaire : 25h de CM - 10h de TD - 25h de TP - 

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  • TU12 Photovoltaics (4 crédits)

    Code : ENSMTBU19Langue : Français.

    Contenu : 1 - Homojunction p-n : Monocrystalline, polycrystalline and amorphous Silicium GaAs 2 - Heterojunction p-n Semiconductors III-V et II-VI Others (CIS,...) 3 - Dye-sensitized solar cells Nanoporous oxides Colorant, electrolyte and electrochromism New concepts « all solid »

    Volume horaire : 15h de CM - 5h de TD - 20h de TP - 

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  • TU13 English 2 (2 crédits)

    Code : ENSMTBU20Langue : Français.

    Contenu : Language (20 h, 2 ECTS)

    Volume horaire : 20h de CM - 

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