M2 Polymères et Biomatériaux

Capacité d'accueil

15
Langue(s) d'enseignement

Français
Régime(s) d'inscription

Formation initiale

Formation continue

Présentation

Objectifs pédagogiques de la formation

Ce parcours pluridisciplinaire a pour but de former les étudiants à l'étude des matériaux biosourcés, biocompatibles et biodégradables avec une approche à la fois chimique biologique et physique.
Ce parcours vise également à former les étudiants aux choix des matériaux, à leur synthèse ou modifications, à leur utilisation ou association selon leurs propriétés physico-chimiques intrinsèques afin de façonner la structure et d'obtenir les meilleures performances tout en respectant les contraintes environnementales. Ces dernières seront précisées afin de sensibiliser les étudiants aux problématiques de cycle de vie des matériaux et au recyclage des déchets.
Cette formation s'inscrit dans le nouvel élan vers les nanobiotechnologies où le développement de ces nouveaux biomatériaux/biocomposites doit prendre en compte le respect de la biocompatibilité, biodégradabilité et non-cytotoxicité.

Lieu(x) d'enseignement

ORSAY

EVRY

VERSAILLES

Pré-requis, profil d’entrée permettant d'intégrer la formation

Avoir un master M1 chimie, chimie/physique, biologie/chimie, matériaux ou équivalent

Compétences

Communiquer des informations et des résultats à différents publics en étant capable de décrire un protocole et d'organiser ses résultats.
Concevoir un projet scientifique de chimie de manière autonome en établissant un cahier des charges et un plan de travail et de financement, en organisant son temps de travail pour atteindre les objectifs fixés.
Prédire des propriétés physico-chimiques ou la réactivité des molécules et/ou des matériaux en combinant l’ensemble des savoirs disciplinaires.
Choisir des matériaux, leur synthèse ou leurs modifications, par rapport à leur utilisation ou association selon leurs propriétés physico-chimiques intrinsèques afin de façonner leur structure et d'obtenir les meilleures performances tout en respectant les contraintes environnementales et les règles de sécurité en vigueur.
Sélectionner la technique de caractérisation du polymère ou biomatériau la plus appropriée pour résoudre un problème rencontré en synthèse ou au cours de son utilisation.
Appréhender les propriétés liées à la composition et la diffusion du matériau ou de ses produits de dégradation par rapport à sa biocompatibilité et toxicité.

Profil de sortie des étudiants ayant suivi la formation

Les étudiants auront une bonne connaissance des biomatériaux qui englobent les matériaux biosourcés, biomimétiques, biocompatibles, biodégradables et les matériaux à applications en biologie avec une connaissance plus approfondie dans les polymères organiques et leurs composites.

Débouchés de la formation

Les débouchés visés sont les thèses de doctorat ainsi qu'une insertion professionnelle en recherche et développement dans les établissements publics ou privés, et notamment dans le bassin d'emplois essonniens avec entre autres les start-up et entreprises du Génopole.

Collaboration(s)

Laboratoire(s) partenaire(s) de la formation

Laboratoire Analyse et Modélisation pour la Biologie et l'Environnement
Institut de chimie moléculaire et des matériaux d'Orsay
Photophysique et Photochimie Supramoléculaires et Macromoléculaires
Laboratoire de Physique des Solides
Institut Lavoisier de Versailles.

Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies
Agroparitech (UMR GENIAL),.

Programme

Métier.

Matières	ECTS	Cours	TD	TP
Caractérisations avancées de la matière	4	18	12
Caractérisations avancées de la matière Langues d’enseignement : FR ECTS : 4 Détail du volume horaire : Cours : 18 Travaux dirigés : 12 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinateur : Equipe pédagogique : Nihed Chaabane et Clément Campillo. Déroulement et organisation pratique : Cours magistraux, réalisation de projets, présentation de travaux de recherche. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Dans les généralités : notion de section efficace, hamiltonien d'interaction, paramètres de particules du rayonnement, énergie et longueur d'onde associées; profondeur de pénétration 2) interaction photon-matière : caractéristiques, domaines de longueur d'onde : X, UV, visible, infrarouge, ; spectroscopies associées (luminescence, Raman, absorption V-IR, ...) 3) interaction électron-matière : section efficace, spectroscopies XPS et EELS 4) interaction neutron-matière : hamiltonien, section efficace, diffusion élastique et diffusion inélastique. exemples 5) Interaction ion-matière : section efficace, spectroscopies RBS, ... Techniques permettant d’étudier les propriétés mécaniques des matériaux mous, en particulier biologiques : utilisation de la microscopie à force atomique, dont nous décrirons le principe et le fonctionnement, pour l’imagerie nanométrique et les mesures des propriétés viscoélastiques de biomatériaux et des cellules vivantes. Mises en évidence des propriétés dictées par la structure de la cellule et par les caractéristiques de son environnement. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Période(s) : Septembre - Octobre - Novembre. Lieu(x) : ORSAY - EVRY
Modélisation et simulation numérique	4	18	18
Modélisation et simulation numérique Langues d’enseignement : FR ECTS : 4 Détail du volume horaire : Cours : 18 Travaux dirigés : 18 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinateur : Equipe pédagogique : Marc Hayoun, Marie Pierre Gaigeot et Alvaro Cimas. Déroulement et organisation pratique : Les étudiants mettront en pratique les connaissances acquises en réalisant des mini-projets de simulation numérique, encadrés durant les TDs, en partant de codes de calcul fournis ou en écrivant un programme complet. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Introduction de l’intégrale de configuration et équipartition généralisée. • Méthode de Monte Carlo Metropolis • Méthode de la Dynamique Moléculaire et comparaison des deux méthodes • Modélisation des interactions entre atomes (potentiels empiriques selon caractère de la liaison) • Méthode de la fonctionnelle de densité • Calcul de propriétés physiques : chaleur spécifique, fonction de distribution radiale, paramètres d’ordre, énergie de surface, polarisabilité en fonction de la fréquence … • Les étudiants mettront en pratique les connaissances acquises en réalisant des mini-projets de simulation numérique, encadrés durant les TDs, en partant de codes de calcul fournis ou en écrivant un programme complet. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Période(s) : Septembre - Octobre - Novembre. Lieu(x) : ORSAY - EVRY
Physique et chimie des matériaux	4	16	14
Physique et chimie des matériaux Langues d’enseignement : FR ECTS : 4 Détail du volume horaire : Cours : 16 Travaux dirigés : 14 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinateur : Equipe pédagogique : Joseph Scola. Déroulement et organisation pratique : Cours magistraux et TD puis visites d'appareils sur le site de l'UVSQ. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Structure de bande : bases de construction, remplissage des bandes, isolant/semiconducteur/métal, niveau d'impureté et dopage Propriétés optiques: - Transitions interbandes directes et indirectes. - Spectroscopie d'émission et d’absorption. Propriétés de transport: - Modèles de Sommerfeld pour les métaux et de Bloch Brillouin pour les semiconducteurs. Approximation des bords de bande parabolique. Type de porteur et masse effective. - remplissage pour semiconducteur cas intrinsèque et extrinsèque. - Transport diffusif: modèle de Drude, équation de Boltzmann ; diffusion, conduction, photoconduction. Notion de mobilité. Mécanismes de limitation de la conductivité. Phénoménes de photogénération, recombinaison. Ingénierie de structure de bande et hétérojonctions : - adaptation des potentiels chimiques, travail de sortie - jonctions PN - Hétérojonctions Métal-Semiconducteur (barrière Schottky). Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Période(s) : Septembre - Octobre - Novembre. Lieu(x) : EVRY
Projet Bibliographique	3		2
Projet Bibliographique Langues d’enseignement : FR ECTS : 3 Détail du volume horaire : Travaux dirigés : 2 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinateur : Equipe pédagogique : Nathalie Jarroux. Déroulement et organisation pratique : Apprendre à cibler une thématique et faire une bibliographie poussée grâce aux périodiques électroniques pour avoir une vision précise des derniers développements. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Le projet bibliographique est fait pour affiner la spécialité des étudiants dans le monde des polymères et des biomatériaux en creusant un domaine précis en pleine innovation ces 5 dernières années. Ce projet permet aux étudiants d'affuter ses connaissances pour favoriser l'argimentation de l'étudiant pour décrocher un stage dans le domaine de choix. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Période(s) : Septembre - Octobre - Novembre - Décembre. Lieu(x) : EVRY
UE Plateforme "Travaux Pratiques"	4			21
UE Plateforme "Travaux Pratiques" Langues d’enseignement : FR ECTS : 4 Détail du volume horaire : Travaux pratiques : 21 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinateur : Equipe pédagogique : Les différents intervenants des différentes UEs. Déroulement et organisation pratique : Les travaux pratiques ont lieu sur les différents sites de la formation. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Les travaux pratiques sont proposés par les différents intervenants du M2 Polymères et biomatériaux et sont réalisés sur les appareils de plateforme ou de laboratoire qui sont spécifiques à chacun des sites. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Période(s) : Septembre - Octobre - Novembre - Décembre. Lieu(x) : ORSAY - EVRY - VERSAILLES

Matières	ECTS	Cours	TD
Chimie organique des polymères et nanochimie organique	4	25.5	14.5
Chimie organique des polymères et nanochimie organique Langues d’enseignement : FR ECTS : 4 Détail du volume horaire : Cours : 25.5 Travaux dirigés : 14.5 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinateur : Equipe pédagogique : Philippe Roger, Chantal Larpent, Edmond Gravel, Nathalie Jarroux. Déroulement et organisation pratique : Cette UE est une UE au choix des parcours M2R Chimie Organique et M2R Chimie Physique. Elle figure également au programme du M2 Polymères et Biomatériaux.L’enseignement comprend soit une remise à niveau avec rappel des notions de base en Chimie des Polymères pour les étudiants des parcours M2R Chimie Organique et M2R Chimie Physique soit un travail bibliographique sur publication pour les étudiants du M2 Polymères et Biomatériaux (4h). Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Elle a pour but de présenter les développements récents avec une présentation en 3 thématiques :_x000D_ - Chimie des polymères avancée (CPA):_x000D_ Polymérisations contrôlées (NMP, ATRP, RAFT), maîtrise de l'architecture (linéaires, ramifiées, dendrimères, étoiles, peignes, brosses, hyper-ramifiées, macrocycles), application au greffage de surfaces._x000D_ -Chimie supramoléculaire et moléculaire réversible les applications de ces systèmes adaptatifs : les propriétés des dynamères et des polymères vers une architecture contrôlée en fonction des applications visées_x000D_ - Chimie organique et polymères pour le nanomonde (COPN) :_x000D_ Structure, obtention, fonctionnalisation, toxicité et applications de différents nano-objets organiques (fullerènes, nanotubes de carbone, dendrimères, micelles, nanocristaux organiques, nanodiamants, nanoparticules de polymères). Prérequis : Niveau au moins équivalent au parcours M1 spécialité Chimie Organique d'Orsay en stéréochimie, mécanismes réactionnels, méthodes modernes de synthèse. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Période(s) : Septembre - Octobre - Novembre. Lieu(x) : ORSAY
Matériaux biosourcés	4	18	12
Matériaux biosourcés Langues d’enseignement : FR ECTS : 4 Détail du volume horaire : Cours : 18 Travaux dirigés : 12 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinateur : Equipe pédagogique : Cécile Huin et Gisèle Volet. Déroulement et organisation pratique : Cours magistraux et analyses d'articles. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Introduction aux matériaux biosourcés (définitions, intérêt économique et social, polymères biosourcés, biocomposites, biodégradabilité, biodégradation, domaines d’applications, quelques chiffres) Les fibres naturelles végétales (définition, composition, procédés d’extraction, propriétés, applications) Les agro-synthons issus de la biomasse pour remplacer les monomères de la pétrochimie (les différentes plateformes, les bioplastiques, propriétés et applications) Matériaux biosourcés à base de polysaccharides, lignines, protéines, caoutchouc naturel, terpènes et polyesters biosourcés. Les structures, l’origine, les technologies/procédés de fabrication et de mise en œuvre, les transformations, les propriétés, la dégradation et les applications possibles de ces matériaux seront discutées. Prérequis : Connaissances en chimie et chimie des polymères. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Période(s) : Septembre - Octobre - Novembre. Lieu(x) : EVRY
Polymères, matériaux pour la santé et l'environnement	3	18	12
Polymères, matériaux pour la santé et l'environnement Langues d’enseignement : FR ECTS : 3 Détail du volume horaire : Cours : 18 Travaux dirigés : 12 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinateur : Equipe pédagogique : Christelle Monville, Ludovic Legrand, Juan Pelta et Nathalie Jarroux. Déroulement et organisation pratique : Cours magistraux, analyses d'articles, présentation de travaux de recherche. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : 1-Polymères matériaux pour la santé -Introduction Généralités sur les matériaux utilisés dans le domaine médical -Matériaux pour le diagnostic Nanoparticules, biomarqueurs, puces …. -Matériaux pour la thérapie Vectorisation à base de polymères, délivrance, principe actif, thérapie génique non viral 2- Matériaux fonctionnalisés ou structurés pour la détection, la rétention et/ou l'élimination d'espèces chimiques solutés ou gaz (polluants environnementaux) Synthèse et fonctionnalisation des matériaux, propriétés des surfaces et interfaces, phénomènes d'adsorption, réactions rédox, catalyse hétérogène... Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Période(s) : Septembre - Octobre - Novembre. Lieu(x) : EVRY

Spécialité.

Matières	ECTS	Cours	TD	TP	Cours-TD	Cours-TP	TD-TP	A distance	Projet	Tutorat
Stage	18									120
Stage Langues d’enseignement : FR ECTS : 18 Détail du volume horaire : Tutorat (dont suivi de stage) : 120 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinateur : Equipe pédagogique : Tous les intervenants des différentes UEs. Déroulement et organisation pratique : Le stage doit être d'une durée minimum de 5 mois mais peut être prolongé de 1 à 2 mois selon les cas. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Les stages peuvent avoir lieu en établissement public ou privé souvent en recherche et développement. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Période(s) : Février - Mars - Avril - Mai - Juin - Juillet. Lieu(x) : EVRY

Matières	ECTS	Cours	TD
Physique et chimie des surfaces, fonctionnalisation	4	18	12
Physique et chimie des surfaces, fonctionnalisation Langues d’enseignement : FR ECTS : 4 Détail du volume horaire : Cours : 18 Travaux dirigés : 12 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinateur : Equipe pédagogique : Caroline Cannizzo, Laurent Bacri et Nathalie Jarroux. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Fonctionnalisations de différents supports et matériaux (sol gels, particules d’or, polystyrène, verres et silice, biomolécules…): Greffage de groupements chimiques (thiols, trialcoxysilane, sels de diazonium, amorçeurs de polymérisatisation) en fonction des matériaux Fonctionnalisation à l’aide de rayonnements Un projet tutoré pourrait venir en complément de l'enseignement dans certains parcours dont cet enseignement est mutualisé Procédés et principes de dépôts, mouillabilité d’une surface A comprendre : Tension de surface, angle de contact, force et énergie d’adhésion, capillarité, loi de Laplace, Loi de jurin …. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Période(s) : Janvier - Février. Lieu(x) : EVRY
Polymères de synthèse	4	18	12
Polymères de synthèse Langues d’enseignement : FR ECTS : 4 Détail du volume horaire : Cours : 18 Travaux dirigés : 12 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinateur : Equipe pédagogique : Gisèle Volet et Cécile Huin. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Transformation de monomères en macromolécules synthétiques par différentes méthodes actuelles de synthèse : polymérisations par étapes, polymérisations radicalaires contrôlées, polymérisations anioniques, polymérisations cationiques, polymérisations par ouverture de cycle, polymérisations par coordination-insertion. Caractéristiques des réactions, aspects de cinétique chimique, notions de polymérisations vivantes et/ou contrôlées, ingénierie macromoléculaire. Synthèse de polymères téléchéliques, de différentes architectures de copolymères, définition des rapports de réactivité, établissement du diagramme de composition de Lewis-Mayo, suivi de compositions des copolymères, méthodes expérimentales pour obtenir ces rapports de réactivité. Détermination des paramètres caractéristiques des macromolécules. Etude des structures macromoléculaires par différentes techniques. Etude des propriétés physico-chimiques des polymères. Relations structure-propriétés. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Période(s) : Janvier - Février. Lieu(x) : EVRY
Transports en milieux confinés	4	18	12
Transports en milieux confinés Langues d’enseignement : FR ECTS : 4 Détail du volume horaire : Cours : 18 Travaux dirigés : 12 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinateur : Equipe pédagogique : Laurent Bacri et Juan Pelta. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Introduction Quelques généralités sur la diffusion en solution et en milieu confiné, rappel sur les équations de Fokker-Planck Dynamique dans une solution-semi-diluée et ou dans un gel Gels, notion d’enchevêtrement, modèles de Rouse et Zimm, reptation, notion de lois d’échelle Diffusion d’ions, de molécules neutres, chargées à travers des nanopores et nanotubes Effets de la nature de l’ion, de la conformation de la molécule, de la concentration, de la charge électrique nette, de la longueur de chaîne …. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Période(s) : Janvier - Février. Lieu(x) : EVRY

Modalités de candidatures

Période(s) de candidatures pour la plateforme INCEPTION

Du 01/04/2024 au 15/07/2024

Pièces justificatives obligatoires pour la plateforme INCEPTION

Lettre de motivation.
Tous les relevés de notes des années/semestres validés depuis le BAC à la date de la candidature.
Curriculum Vitae.
Descriptif détaillé et volume horaire des enseignements suivis depuis le début du cursus universitaire.

Pièces justificatives facultatives pour la plateforme INCEPTION

Attestation de niveau d'anglais (obligatoire pour les non anglophones).
Dossier VAPP (obligatoire pour toutes les personnes demandant une validation des acquis pour accéder à la formation) https://www.universite-paris-saclay.fr/formation/formation-continue/validation-des-acquis-de-lexperience.
Fiche de choix de M2 (obligatoire pour les candidats inscrits en M1 à l'Université Paris-Saclay) à télécharger sur https://urlz.fr/i3Lo.
Document justificatif des candidats exilés ayant un statut de réfugié, protection subsidiaire ou protection temporaire en France ou à l’étranger (facultatif mais recommandé, un seul document à fournir) :
- Carte de séjour mention réfugié du pays du premier asile
- OU récépissé mention réfugié du pays du premier asile
- OU document du Haut Commissariat des Nations unies pour les réfugiés reconnaissant le statut de réfugié
- OU récépissé mention réfugié délivré en France
- OU carte de séjour avec mention réfugié délivré en France
- OU document faisant état du statut de bénéficiaire de la protection subsidiaire en France ou à l’étranger.

Contact(s)

Responsable(s) de la formation

Juan PELTA - juan.pelta@univ-evry.fr

Secrétariat pédagogique

Isabelle Diaz - isabelle.diaz@univ-evry.fr