Objectifs par rapport aux acquis d'apprentissage du programme

• Imaginer, concevoir, mettre en oeuvre ou réaliser, et exploiter des composés, produits et matériaux aux propriétés spécifiques et des solutions / procédés physiques, chimiques et biochimiques conduisant à l'obtention de ces derniers matériaux en intégrant les besoins, contextes et enjeux (techniques, économiques, sociétaux, éthiques, de sécurité et environnementaux).
• Identifier le problème complexe à résoudre et élaborer le cahier des charges en intégrant les besoins (dont ceux du client), contextes et enjeux (techniques, économiques, sociétaux, éthiques et environnementaux).
• Sur base d'une modélisation, concevoir un ou plusieurs produits / procédés / une ou plusieurs solutions répondant au problème posé ; les évaluer compte tenu des différents paramètres du cahier des charges.
• Mettre en oeuvre un produit / une solution choisie sous la forme d'un dessin, d'un schéma, d'un plan, d'une maquette, d'un prototype, d'un logiciel et/ou d'un modèle numérique.
• Evaluer la démarche et les résultats en vue de leur adaptation (optimisation, qualité, environnement, sécurité,...).
• Mobiliser un ensemble structuré de connaissances et compétences scientifiques et techniques spécialisées permettant de répondre, avec expertise et adaptabilité, aux missions de l'ingénieur civil en Chimie - Science des matériaux
• Maîtriser et appliquer de façon pertinente des connaissances, des modèles, des méthodes et des techniques relatifs au domaine de la Chimie - Science des matériaux
• Identifier et étudier les applications possibles des technologies nouvelles et émergentes dans le domaine de la Chimie - Science des matériaux
• Evaluer la validité des modèles et des résultats compte tenu de l'état de la science et des caractéristiques du problème.
• Planifier, gérer et mener à bien des projets compte tenu de leurs objectifs, ressources et contraintes et en assurant la qualité des activités et des livrables.
• Définir et délimiter le projet compte tenu de ses objectifs, ressources et contraintes.
• Exploiter les principes et outils de gestion de projet, notamment le plan de travail, l'échéancier, le suivi documentaire.
• Evaluer la démarche et les réalisations, les réguler compte tenu des constats faits et des feedbacks reçus, apporter les adaptations et corrections requises.
• Respecter les échéances et le plan de travail, se conformer au cahier des charges.
• Communiquer et échanger des informations de manière structurée - oralement, graphiquement et par écrit, en français et dans une ou plusieurs autres langues - sur les plans scientifique, culturel, technique et interpersonnel en s'adaptant au but poursuivi et au public concerné.
• Argumenter et convaincre, tant à l'oral qu'à l'écrit, vis-à-vis d'un client, des enseignants et des jurys.
• Sélectionner et utiliser les modes et supports de communication écrite ou orale adaptés au but poursuivi et au public concerné.
• Utiliser et produire des documents scientifiques et techniques (rapport, plan, cahier des charges,...) adaptés au but poursuivi et au public concerné.
• Agir en professionnel responsable, faisant preuve d'ouverture et d'esprit critique, inscrit dans une démarche de développement professionnel autonome.
• Analyser son fonctionnement personnel et adapter ses attitudes professionnelles.
• Faire preuve d'ouverture et d'esprit critique en mettant en regard aspects techniques et enjeux non-techniques des problèmes analysés et des solutions proposées.
• Exploiter les différents moyens mis à disposition pour se documenter et se former de manière autonome.

Acquis d'apprentissage de l'UE

L'objectif de ce cours est d'initier les étudiants à la conception pour la fabrication additive (Design for Additive Manufacturing) de pièces tridimensionnelles ainsi qu'aux différentes techniques de fabrication additive dédiées principalement au développement de matériaux polymères de hautes performances. Au cours de cette unité d'enseignement, l'étudiant sera capable de : * Maîtriser les différences entre les types de matériaux du point de vue de leur propriétés mécaniques et de leur utilisation ; * Connaitre les principales techniques de fabrication additive et sélectionner la plus appropriée pour l'application visée ; * Maîtriser les règles de conception pour la fabrication additive et un logiciel de Conception Assistée par Ordinateur ; * Connaitre les caractéristiques et propriétés essentielles des matériaux polymères imprimés en 3D ; * Établir la relation entre conception, impression 3D et caractéristiques mécaniques de la pièce en polymère obtenue ; * Intégrer les compétences théoriques afin de concevoir une pièce 3D ; * Développer un degré suffisant d'autonomie lors de séances de travaux supervisés.

Contenu de l'UE : descriptif et cohérence pédagogique

Cette unité d'enseignement se compose de deux AA distinctes, à savoir: Partie 1 - Fabrication Additive et règles de conception et Partie 2 - Matériaux polymères pour l'impression 3D.
La première AA (Fabrication Additive et règles de conception) est consacrée à la conception de pièces tridimensionnelles en prenant en compte leur fabrication par une technique de fabrication additive. Les différents types de matériaux pouvant être imprimés en 3D sont tout d'abord présentés en se focalisant sur leurs propriétés mécaniques. Les principales techniques de fabrication additive sont ensuite abordées en lien avec les matériaux pouvant être utilisés, de manière à pouvoir choisir la technique et le matériau les plus appropriés pour l'application visée. Les règles de conception pour la fabrication additive sont finalement abordées et appliquées à l'impression de pièces en polymère. L'utilisation d'un logiciel de Conception Assistée par Ordinateur, d'une imprimante 3D et de moyens de tests des propriétés mécaniques des pièces fabriquées est incluse.
La deuxième AA (Matériaux polymères pour l'impression 3D) présente les différentes technologies d'impression 3D pour les matériaux polymères (Inkjet, FDM, SLS, SLA et bioprinting) en mettant l'accent sur les différents défis technologiques (vitesse de fabrication, propriétés mécaniques, résolution, etc.) dans le développement de nouveaux matériaux polymères de hautes performances. La gamme des polymères rencontrée dans la fabrication additive comprend les thermoplastiques, les élastomères, les hydrogels, les polymères fonctionnels, les mélanges de polymères, les (nano)composites et les systèmes biologiques. L'impression 4D, ajoutant une nouvelle caractéristique à un matériau imprimé en 3D, à savoir la capacité de transformation à travers le temps, sera ensuite abordé dans ce cours pour ensuite découler sur les methodes d'impression 3D et 4D des matériaux multiples.
 

Compétences préalables

Aucune compétence préalable n'est requise.

Type(s) et mode(s) d'évaluations Q2 pour l'UE

• Examen oral - En présentiel

Commentaire sur les évaluations Q2 de l'UE

L'examen oral (un seul examen pour les deux AA) vérifie l'intégration des connaissances théoriques (théorie + travaux pratiques) en mettant l'accent sur la compréhension des phénomènes et des concepts plutôt que sur la mémorisation. L'examen oral se compose de 2 parties: la première concerne la présentation d'un travail personnel sur base d'une évaluation d'articles scientifiques sur le thème de la fabrication additive tandis que la seconde partie est une discussion en lien avec le cours. Lors des séances de travaux pratiques, une note comportementale est également attribuée à chaque étudiant(e) (pondération: 10 %).

Type(s) et mode(s) d'évaluations Q3 pour l'UE

• Examen oral - En présentiel

Commentaire sur les évaluations Q3 de l'UE

L'examen oral (un seul examen pour les deux AA) vérifie l'intégration des connaissances théoriques (théorie + travaux pratiques) en mettant l'accent sur la compréhension des phénomènes et des concepts plutôt que sur la mémorisation. L'examen oral se compose de 2 parties: la première concerne la présentation d'un travail personnel sur base d'une évaluation d'articles scientifiques sur le thème de la fabrication additive tandis que la seconde partie est une discussion en lien avec le cours. Les notes relatives aux travaux pratiques ne sont pas reportées.