Contribution de l'UE au profil d'enseignement du programme :

Au terme de sa formation, le Bachelier en Sciences industrielles est capable de :

• HE. 1. rédige des rapports, des fiches techniques, des protocoles en les rendant accessibles et adaptés au public cible
• HE. 3. seul ou en groupe, organise son temps, planifie son travail et respecte les échéances fixées en utilisant une méthode de travail adéquate et adaptée au contexte
• HE. 4. s'intègre et collabore activement en binôme ou en équipe
• HE. 5. mobilise et actualise ses connaissances et compétences en faisant preuve de réflexivité
• HE. 6. recherche des ressources nécessaires, identifie, traite et synthétise les données pertinentes et transpose les résultats à la situation traitée
• ARES. 1 Compétences disciplinaires
• ARES. 1.1 Mobiliser des concepts des sciences fondamentales afin de résoudre des problèmes spécifiques aux sciences et techniques de l’ingénieur.
• ARES. 1.2 Valider une théorie ou un modèle par la mise en place d’une démarche expérimentale.
• ARES. 1.8 Transposer des savoirs scientifiques et technologiques afin de faire face à une situation professionnelle emblématique.
• ARES. 2.1 Agir de façon réflexive, autonome et responsable.
• ARES. 2.3 Travailler en équipe au service d’un projet.
• ARES. 2.7 Développer une argumentation avec esprit critique.

Autres connaissances ou compétences prérequises :

Chimie analytique 2

Laboratoire de chimie analytique 2

Descriptif des objectifs et des contenus de l’UE :

Chimie analytique 2

Objectifs :

- Savoir expliquer de manière rigoureuse le principe de la Spectroscopie, de l'électrochime et de la chromatographie.
- Savoir détailler les différentes techniques vues en cours et développées au laboratoire (structure des appareils de mesures, phénomènes physiques et chimiques impliquées, limitations, conditions d'utilisation,...).
- Savoir appliquer les principes théoriques en utilisant les techniques analytiques étudiées au travers de différentes manipulations et pouvoir faire la connexion entre la théorie et la pratique.

Contenu :

Chapitre d'introduction/de rappel :
- la classification des méthodes analytiques
- les étapes d'une analyse (choix de la méthode, échantillonnage, préparation, analyse et interprétation des résultats)
- les calculs d'incertitudes
- l'évaluation des mérites d'une technique (Sensibilité, Spécificité - Sélectivité, Exactitude, Précision, Zone de linéarité, Limite de détection et de quantification, Domaine dynamique linéaire)

Chapitre de chromatographie:
- Principe de la chromatographie
- Grandeurs de rétention
- Equation de Van Deemter
- isotherme/gradient de T° et isocratique/gradient d'élution
- système d'injection (manuel, automatique, boucle d'injection, split, splitless et on-column + utilisation de standard interne
- détecteurs (FID et TCD)

Chapitre d'électrochimie:
- Électrodes indicatrice, électrode de référence et électrode auxiliaire
- Techniques potentiométriques
- Techniques électrogravimétriques et coulométriques
- Méthodes d’analyse électrogravimétriques
- Méthodes d’analyse coulométriques
- Techniques ampérométriques

Chapitre de spectroscopie :
- loi de Beer-Lambert (démonstration + limitations chimique, physique et chimique)
- Fluorescence, SAM, SAAF, SAEF (principe + sources lumineuses, matériel optique et détecteurs)
- Effet du solvant (bathochrome, hypsochrome, hypochrome et hyperchrome)
- Élargissement des raies (effet Doppler, Lorentz et Stark)

Laboratoire de chimie analytique 2

Objectifs :

Objectif 1. Reconnaitre les différents constituants des appareils de mesures utilisés lors des laboratoires
Objectif 2. Expliquer les principes des techniques d’analyses utilisées lors des laboratoires.
Objectif 3. Manipuler en laboratoire des produits chimiques en respectant :
a. L’utilisation de l’équipement de protection individuel (EPI),
b. Les règles de sécurité,
c. Les bonnes pratiques de laboratoire,
d. Les règles de récupération des produits (pour l’évacuation et/ou le traitement).
Objectif 4. Établir un mode opératoire détaillé (incluant les volumes de prise, les masses de prise et les facteurs de dilution) permettant d’effectuer le dosage d’un analyte recevant l’entièreté des informations suivantes :
a. Une estimation de la concentration de l’analyte dans l’échantillon,
b. La technique d’analyse à utiliser,
c. Les conditions expérimentales indispensables à l’obtention d’un résultat fiable (par exemple la nécessité de travailler en milieu acide, d’utiliser de l’eau distillée ou de l’eau ultra pure…),
d. La gamme linéaire de la technique pour cet analyte,
e. La méthode à utiliser pour le dosage (i.e. réalisation d’une droite d’étalonnage et/ou d’ajouts dosés).
Objectif 5. Calculer les incertitudes absolues liées à la préparation des solutions en recevant l’entièreté des informations suivantes :
a. Les volumes de prise,
b. Les masses de prise,
c. Les volumes de matras,
d. L’incertitude absolue liée à chacune des données précitées.
Objectif 6.Appliquer les formules permettant de calculer l’incertitude statistique liée à l’utilisation d’une droite d’étalonnage ou d’ajouts dosés.
Objectif 7.Savoir calculer la concentration d’un échantillon en recevant l’entièreté des informations suivantes :
a. Les données permettant la mise en place d’une droite d’étalonnage ou d’un ajout dosé (i.e. la concentration des étalons et le signal mesuré pour chaque étalon)
b. Le signal mesuré pour l’échantillon,
c. Le facteur de dilution de l’échantillon.

Contenu :

Manipulations détaillées dans le manuel de laboratoire (disponible sur le campus numérique):
Manipulation 1 : Dosage du cuivre par spectroscopie d’absorption moléculaire.
Manipulation 2 : Spectrophotométrie d’absorption moléculaire dans le visible(SAM):
- a. Spectrophotométrie d’absorption moléculaire (visible) : dosage du manganèse(II) après oxydation en permanganate.
- b. Dosage du fer par formation d’un complexe de chélation avec l’orthophénanthroline.
Manipulation 3 : Spectrophotométrie d’émission(SEA) ou d’absorption atomique de flamme(SAAF) : dosage du potassium.
Manipulation 4 : Détermination de la demande chimique en oxygène(DCO).
Manipulation 5 :: Fluorimétrie :
- a. Dosage de l’aluminium.
- b. Dosage de la quinine dans une boisson.
Manipulation 6 : Initiation à la chromatographie en phase gazeuse(GC).

Manipulation 7 : Dosage des parabènes par HPLC.
Manipulation 8 : Dosage de l’éthanol dans le vin ou la bière par « Headspace » statique et chromatographie en phase gazeuse.
Manipulation 9 :Dosage des ions chlorure.
- a. Par chromatographie ionique
- b. Par dosage potentiométrique
Manipulation 10 :Dosage de l’eau par la méthode de Karl Fischer.
Manipulation 11 : Électrodéposition (V contrôlé et V non contrôlé).
Manipulation 12 : Potentiométrie avec utilisation d’une électrode spécifique : dosage des fluorures.
Manipulation 13 : Dosage de l’azote protéique par la méthode de Kjeldahl.

Activités et méthodes d’apprentissage et d’enseignement :

Chimie analytique 2

• Cours théorique complétant le support écrit à disposition des étudiants (disponibles sur le campus numérique)

Laboratoire de chimie analytique 2

• Les laboratoires permettent d'illustrer les concepts vus en cours.
  L'apprenant dispose (via le campus numérique), d'un manuel de laboratoire lui permettant, avant son arrivée au laboratoire , de préparer la manipulation prévue pour la journée.
  Cette préparation sera vérifiée à l'aide :
  - d'une interrogation (en début de labo),
  - de la préparation du cahier de labo,
  - de questions théorique avant/pendant l'utilisation des appareils.
  
  Si l'étudiant n'a pas préparé son laboratoire, il ne sera pas en mesure d'assurer sa sécurité et celle des autres et ne sera donc pas autorisé à réaliser la manipulation (sanctionnée par un zéro).
  Cette évaluation est complétée par :
  - la remise des résultats expérimentaux en fin de journée,
  - la remise d'un rapport au début de la séance suivante,
  - un examen de fin d'année (portant sur les 13 manipulations prévues en début d'année).

Acquis d’apprentissages sanctionnés, spécifiques et contribuant à l’UE :

Chimie analytique 2

• Comprendre et expliquer les techniques vues en cours (chromatographie, spectroscopie et electrochimie).
  Savoir les limites d'utilisations de ces techniques, l'impact des conditions expérimentales,...

Laboratoire de chimie analytique 2

• L'étudiant est capable :
  - D'expliquer/refaire les techniques analytiques vue en cours
  - D'établir le protocole d’une méthode analytique par le choix approprié des techniques
  - D’utiliser l’outil statistique judicieusement
  

Mode d’évaluation et de pondération par activité au sein de l’UE :