Objectifs par rapport aux acquis d'apprentissage du programme

• Maîtriser les connaissances fondamentales (théoriques et méthodologiques) en sciences et en sciences de l'ingénieur pour résoudre des problèmes impliquant ces disciplines.
• Identifier, décrire et expliquer les principes scientifiques et mathématiques fondamentaux.
• Maîtriser les techniques de laboratoire : expérimentation, mesure, suivi de protocole, sécurité.
• Choisir et appliquer avec rigueur les connaissances, méthodes et outils en sciences et en sciences de l'ingénieur pour résoudre des problèmes impliquant ces disciplines.
• Communiquer de manière structurée - oralement et par écrit, en français et en anglais - des informations claires, précises, argumentées.
• Argumenter et convaincre, tant à l'oral qu'à l'écrit, vis-à-vis d'un client, des enseignants et des jurys.
• Utiliser plusieurs modes de communication écrite et graphique : texte, tableau, équation, esquisse, plan, graphique, ...
• Faire un exposé oral efficace, en utilisant de manière pertinente des supports de présentation.
• Présenter des résultats d'analyse ou d'expérience dans des rapports de laboratoires.
• Faire preuve de rigueur et d'autonomie dans son parcours de formation.
• Se connaître, s'autoévaluer et développer des stratégies d'apprentissage appropriées.
• Développer sa curiosité scientifique et son ouverture d'esprit.

Acquis d'apprentissage UE

Acquérir et appréhender les notions de base de la Chimie et prendre conscience de son importance et de son omniprésence dans de nombreux domaines de la pratique de l'Ingénieur. Au terme de cette unité d’enseignement, l'étudiant devra : * Connaître les caractéristiques et propriétés essentielles des principaux éléments chimiques et des principales fonctions organiques ; * Décrire les interactions physiques ou chimiques que chaque élément est susceptible d’entretenir avec un autre élément (interactions électrostatiques, formation de liaisons, ...) et de là : • Savoir décrire les états de la matière (gaz, liquide, solide et solutions) et, en particulier, les différents types de structures solides pour prédire les principales caractéristiques des matériaux. • Prévoir le résultat des principaux types de réactions organiques, en les reliant à leur mécanisme et à la classe fonctionnelle des molécules.

Contenu de l'UE

Le cours de Chimie physique (1er bloc) débute par la description de l'atome et de ses particules constituantes. Le modèle de l'atome de Bohr est utilisé pour expliquer les spectres d'absorption et d'émission d'ondes électromagnétiques par les atomes. Les orbitales atomiques et la structure électronique des éléments. sont décrites ensuite sur base de l’équation de Schrödinger et des nombres quantiques. Les propriétés physiques et chimiques des éléments et leurs évolutions périodiques au sein du tableau de Mendeleïev sont décrites en explicitant les principales raisons qui en sont à l'origine. Dans le deuxième chapitre, une grande importance est attachée à la description des interactions électrostatiques et à la formation des liaisons chimiques (polaire et covalente) en mettant l'accent sur les phénomènes d'hybridation qui accompagne éventuellement la formation d'une liaison covalente simple ou coordinative. Cette notion de liaison chimique est essentielle pour appréhender ensuite les états de la matière (gaz, liquide, solide) et la description des différentes structures solides faisant l'objet des chapitres suivants. Un dernier chapitre est ensuite consacré aux solutions aqueuses. Les exercices et travaux de laboratoire mettent l'accent sur des notions plus concrètes telles que la quantification de la matière (masses, volumes, stœchiométries), les proportions des constituants (molarité et titres) au sein d'un système thermodynamique (gazeux, liquide ou solide) et la mise en œuvre de constituants (mises en solution, extractions, réactions ...). Le cours de chimie organique (2e bloc) est scindé en deux parties. La première partie aborde les aspects de la chimie organique générale en rappelant la structure électronique des éléments majeurs en chimie organique et les phénomènes d'hybridation qui accompagne la formation des liaisons covalentes. La géométrie des molécules organiques, les structures tridimensionnelles et liaisons sont ensuite décrites. Sur cette base, les différents phénomènes d’isoméries et de stéréoisoméries sont détaillés. Les effets électroniques (effet mésomères et inductifs) au sein des molécules organiques sont présentés afin d’appréhender au mieux les réactivités observées. Cette partie se termine sur les notions de fonctions et de structures des groupes fonctionnels usuels et leur nomenclature. La deuxième partie est dédiée à l’étude des propriétés et réactivités de différentes classes de composés (alcanes, alcènes, alcynes, aromatiques, alcools, acides, amines). Un certain nombre de réactions telles que la substitution sur carbone aliphatique, l’addition électrophile et radicalaire sur alcènes, l'élimination des halogéno-alcanes et des alcools, la substitution sur composés aromatiques et les réactions d’oxydo-réduction. L’implication et la production des différentes classes de composés organiques de la vie quotidienne et du milieu vivant sont aussi exposées ; une attention particulière est portée aux polymères, à leurs synthèses et à leurs propriétés. Les exercices et les travaux pratiques (laboratoires) mettent l’accent sur la compréhension des structures et liaisons, la géométrie, les isoméries et stéréoisoméries, la reconnaissance des différentes familles et fonctions, la nomenclature, les propriétés réactionnelles des diverses familles chimiques et la synthèse de certains composés organiques communs.

Compétences préalables

Aucune.

Types d'évaluations Q1 pour l'UE

• Présentation et/ou travaux
• Examen oral
• Epreuve pratique
• Exercice(s) coté(s)
• Test de remédiation

Commentaire sur les évaluations Q1 de l'UE

Un test (exercices + théorie) est organisé lors de la semaine de remédiation (pondération : 5 %). Les rapports de travaux pratiques sont corrigés et une note comportementale est aussi attribuée à chaque étudiant(e) ; le 4e et dernier laboratoire consiste en une épreuve pratique individuelle notée (pondération globale pour les TP : 20 %). Un exercice coté, basé exclusivement sur des exercices, est organisé après les travaux pratiques (pondération : 20 %, durée 1h30). L'examen oral de janvier vérifie les connaissances théoriques. Après avoir reçu sa question, l’étudiant rédige sa réponse sur transparents qu’il présente ensuite. L’accent est mis sur la compréhension des phénomènes et des concepts plutôt que sur la mémorisation (pondération : 55 %). <strong>Si la note de l'examen oral est inférieure à 30%, la note globale pour l'activité d'apprentissage (AA) "<em>Éléments de Chimie physique</em>" est égale à cette note d'examen seule (c'est-à-dire, sans prendre en considération les notes du test, de l'exercice coté et des TP).</strong>

Types d'évaluations Q2 pour l'UE

• Examen écrit
• Exercice(s) coté(s)

Commentaire sur les évaluations Q2 de l'UE

Autre type d'évaluation : rapports et participation aux séances de travaux de laboratoire Un exercice coté (lors de la semaine 21 ou 22e semaine) reprenant les structures chimiques, hybridations, isoméries et stéréoisoméries, fonctions, nomenclature et réactivité de base (pondération : 20 % de la note, durée maximale 120 min). Les étudiants qui obtiennent 12/20 au coté sont dispensés de cette matière lors de la partie exercices de l’examen écrit de fin d’année. Lors des travaux pratiques, des tests QCM sont organisés et notés, les rapports sont corrigés et notés, et une note comportementale est aussi attribuée à chaque étudiant(e) (pondération : 15 % de la note). L'examen de 1ère session est écrit (théorie, exploitation des connaissances, questions sur les TP et exercices de synthèse), 65 % de la note, durée maximale de 240 min en deux phases d’environ 120 minutes.

Types d'évaluation Q3 pour l'UE

• Examen oral
• Examen écrit

Commentaire sur les évaluations Q3 de l'UE

<u><strong>Chimie physique :</strong></u> La seconde session (Q3) comprend l'épreuve orale uniquement (100 % de la note). Les notes du test, de l'exercice coté et des TP ne sont plus prises en compte. <strong><u>Chimie organique :</u></strong> La note relative aux travaux pratiques est reportée (pondération : 15 %). L'examen de seconde session (Q3) consiste en un examen écrit incluant les aspects théoriques, d'exercices et de synthèses organiques (pondération : 85%, durée maximale : 240 min).

Types d'évaluation rattrapage BAB1 (Q1) pour l'UE

• Examen oral

Commentaire sur les évaluations rattr. Q1 de l'UE

L'épreuve de rattrapage de juin (Q1(B1BA)) comprend l'épreuve orale uniquement (100 % de la note). Les notes du test, de l'exercice coté et des TP ne sont plus prises en compte.