Master Sciences et Génie des Matériaux
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Présentation
La mention «Science et Génie des Matériaux» est une mention de site partagée entre l’Université de Strasbourg (Unistra), l’INSA de Strasbourg et l’Université de Haute-Alsace – Mulhouse (UHA). Cinq parcours sont proposés :
1. Formulation de Matériaux et Fonctionnalisation de Surfaces (FMFS),
2. Ingénierie des matériaux et nanosciences (IMN),
3. Ingénierie des Polymères (IP),
4. Design des Surfaces et Matériaux Innovants (DSMI)
5. International Master of Polymer Science (IM-PolyS) parcours franco-allemand avec l’Université de Friburg (Allemagne).
La science des matériaux est par nature interdisciplinaire, à l’interface entre la chimie, la physique et aussi la biologie. Un matériau de fonction est un assemblage d’atomes, de molécules réalisé en vue de l’obtention d’une propriété ou de son amélioration, ou mettant en jeu plusieurs propriétés au sein du même assemblage. Les besoins croissants en matériaux innovants ou à hautes performances se retrouvent dans tous les secteurs d’activités : automobiles, composants électroniques, chimie, métallurgie, environnement, santé,… ce qui a stimulé de manière exponentielle les recherches dans ces domaines.
Le choix d’un matériau, son amélioration, sa fonctionnalisation ou sa structuration repose sur une solide connaissance de ses propriétés physiques et chimiques, de ses méthodes d’élaboration et de structuration. Parallèlement à des matériaux aux multiples applications et produits en grandes quantités (polymères, céramiques, semi-conducteurs, métaux), émergent des matériaux dont on dit parfois qu’ils sont « intelligents », car capables d’adaptation aux sollicitations externes. Ceci est réalisé par exemple en associant et en contrôlant plusieurs propriétés au sein du même assemblage ou en mettant à profit les propriétés induites par la taille nanométrique des systèmes considérés.
En première année (M1), la formation est commune à l’ensemble des différents parcours (à l’exception du parcours franco-allemand). Les enseignements en M1 se déroulent en parallèle sur les deux sites (Unistra et UHA) avec des contenus pédagogiques équivalents assurant un socle commun de compétences à l’ensemble des étudiants. Suivant le parcours de M2 envisagé, une coloration des matières et des UEs correspondantes est possible sur le système « Majeures/Mineures » en M1. La formation pratique tient une part importante et s’articule autour de TPs, de projet et d’un stage de 2 mois minimum au second semestre et de 6 mois en seconde année qui peuvent être effectué en industrie ou dans le monde académique.
La spécialisation s’effectue en deuxième année avec une offre qui se décline dans les cinq parcours différenciés mentionnés ci-dessus.
Le parcours «Formulation de Matériaux et Fonctionnalisation de Surfaces», dispensé à l’UHA bénéficie d’un partenariat au sein de l’UHA avec l’Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Mulhouse (ENSCMu).
La «Formulation de matériaux et Fonctionnalisation de surfaces» s’inscrit dans un domaine au croisement de la chimie et de la physico-chimie, avec un volet appliqué et professionnalisant, en adéquation avec la réalité des activités industrielles : la formulation avancée de matériaux fonctionnels. L’acquisition de connaissances sur la physico-chimie des polymères permettront aux étudiants de mieux appréhender et comprendre la formulation de nombreux produits d’usage courant comme les peintures, les composites polymères, les adhésifs, les technologies liées à l’encapsulation de principe actif (domaine de la galénique) ainsi que les particularités des produits de l’industrie cosmétique (shampoing, crème, maquillage). Dans ce parcours sont également abordé le comportement d’un objet en fonction de l’état de surface avec laquelle il peut être en contact et la fonctionnalisation en vue d’applications dans des domaines variés et à visée industrielle (environnement, catalyse, encapsulation, bio-capteur, modification d’implant, …) et/ou fondamentale (assemblage moléculaire, photomatériaux, micro-nanoparticules, …).
Cette formation est appuyée par un environnement scientifique de qualité et un adossement fort à la Fédération de Recherche Matériaux et Nanosciences d’Alsace ainsi qu’à l’Institut Carnot Mica, c’est-à-dire à la plupart des laboratoires de recherche fondamentale et appliquée et institutions académiques, dont les activités sont connexes à la science des matériaux dans la région Alsace (10 laboratoires ou instituts de recherche).
Objectifs
La mention « Science et Génie des Matériaux » vise à former des étudiants à l’ingénierie des matériaux, à leurs propriétés nanométriques ou de surface ainsi qu’à leur nanostructuration en leur donnant des bases théoriques solides et une vision contemporaine des Matériaux et Nanosciences
Plus spécifiquement, l’objectif du parcours « Formulation de Matériaux et Fonctionnalisation de Surfaces » est de fournir aux étudiants les connaissances fondamentales approfondies des mécanismes de formation et de fonctionnalisation de surfaces et d’interfaces ainsi que de formulation avancée de matériaux fonctionnels.
Ce cursus forme des étudiants maîtrisant les outils de base en chimie et physique en mettant l’accent sur les propriétés des interfaces et des surfaces et de leurs interactions avec des objets variées (molécules, biomolécules, polymères, nanoparticules, …). Les étudiants aborderont d’une part, les outils scientifiques d’analyse et de caractérisation de propriétés physico-chimiques, et d’autre part, les techniques permettant de formuler, d’élaborer et fonctionnaliser un matériau à architecture et chimie contrôlées. Les étudiants abordent également les concepts de la nano-structuration des matériaux et seront sensibilisés aux effets de réduction de taille sur les propriétés physico-chimiques. Des UE spécifiques permettront de relier cette approche au développement de matériaux fonctionnels dans les domaines d’applications très variées.
Au terme de la formation l’étudiant aura acquis une solide expertise en caractérisation physico-chimique et saura mener les études de propriétés physiques et chimiques adéquates. Il aura acquis une culture transdisciplinaire et sera à même de communiquer avec les communautés scientifiques de disciplines diverses en particulier des Physiciens, des Chimistes et des Biologistes. Il maîtrisera les principaux outils, les questionnements et le vocabulaire, lui permettant de proposer et mettre en œuvre une éventuelle modification et un ajustement des propriétés en vue de fonctionnaliser une surface et de formuler un matériau à propriétés et fonctions spécifiques.
A l’issue du master, les étudiants seront capables de répondre aux enjeux et problématiques sociétales, technologiques et scientifiques avancées dans le secteur porteur de la formulation de matériaux fonctionnels et innovants. L’enseignement dispensé alliant de solides connaissances fondamentales, une formation sur des équipements de hautes technicités et une culture des réalités industrielles et socio-économiques vise à leurs assurer une insertion et un parcours professionnel futurs réussis.
Outre ces compétences scientifiques, la formation permettra à l’étudiant d’acquérir au travers des différentes UE «transversales», des bonnes compétences linguistiques scientifiques (cours en anglais), une culture d’entreprise et des compétences en gestion de projet. Il sera à même de prendre en compte la pertinence de la recherche et son impact environnementale et aura la capacité à développer un réseau.
Les stages en milieu socioprofessionnel (2 mois minimum en M1 et 6 mois en M2) stimuleront les aptitudes personnelles de l’étudiant (créativité, adaptabilité, motivation, ouverture d’esprit…), l’inciteront à développer ses compétences en communication, et lui donneront la compétence en gestion de projet et la capacité de travailler en équipe.
Un atout supplémentaire de la formation est également de s’appuyer sur un parc mutualisé d’équipements de hautes technicités et certifiés. Les étudiants bénéficieront de cette synergie dans un enseignement cohérent alliant réalité technologique et connaissances fondamentales pour une insertion et un parcours professionnel futurs réussis. Le bon équilibre entre les enseignements à caractère fondamental et appliqué assure une employabilité liée à l’adéquation des thématiques abordées avec les nombreux secteurs industriels concernés.