Génie des matériaux

Le module Méthodes électrochimiques d’analyse constitue l’un des enseignements fondamentaux de la formation des étudiants en Génie des procédés des matériaux, en raison de l’importance des techniques électrochimiques dans l’analyse, la caractérisation, le contrôle et le traitement des matériaux. Cette formation vise à doter les étudiants des bases théoriques et expérimentales nécessaires à la compréhension et à l’exploitation des phénomènes électrochimiques dans divers domaines industriels et scientifiques.

Ce module porte principalement sur les techniques analytiques reposant sur la mesure du potentiel, du courant ou de la charge électrique, afin de déterminer la concentration d’une espèce chimique ou de caractériser le comportement électrochimique d’un système réactionnel. L’ensemble de ces méthodes relève du domaine de la chimie électrochimique, discipline issue de l’étude des réactions d’oxydoréduction et du transfert électronique à l’interface électrode/solution. Malgré la diversité des dispositifs expérimentaux, les techniques électrochimiques partagent des principes communs liés à la cinétique des réactions électrochimiques, aux phénomènes de transport de matière et aux propriétés des électrodes.

Le contenu du module est structuré en quatre chapitres principaux, organisés comme suit :

• Chapitre 1 : Voltampérométrie (4 semaines)

Ce chapitre est consacré à l’étude des techniques voltampérométriques, qui consistent à analyser la réponse en courant d’un système électrochimique en fonction du potentiel appliqué. Les étudiants y abordent les principes fondamentaux, l’interprétation des voltammogrammes ainsi que les applications analytiques pour l’identification et le dosage des espèces électroactives.

• Chapitre 2 : Potentiométrie (4 semaines)

La potentiométrie repose sur la mesure du potentiel d’une électrode indicatrice en l’absence de courant. Ce chapitre traite des électrodes de référence et indicatrices, des équations fondamentales, ainsi que des applications analytiques telles que le suivi de réactions chimiques et la détermination de concentrations ioniques.

• Chapitre 3 : Ampérométrie (4 semaines)

Ce chapitre porte sur les méthodes ampérométriques basées sur la mesure du courant à potentiel imposé. Il met l’accent sur les conditions expérimentales, les phénomènes de diffusion et les applications analytiques, notamment dans le domaine des capteurs électrochimiques.

• Chapitre 4 : Coulométrie (3 semaines)

La coulométrie est abordée comme une technique quantitative fondée sur la mesure de la charge électrique totale impliquée dans une réaction électrochimique. Ce chapitre permet aux étudiants de comprendre les principes de base et les applications de la coulométrie pour le dosage précis des espèces chimiques.

À l’issue de ce module, l’étudiant sera capable de comprendre les principes des principales techniques électrochimiques d’analyse, de choisir la méthode la plus appropriée en fonction du problème analytique posé, et d’interpréter de manière critique les résultats expérimentaux obtenus dans le contexte de l’analyse et de la caractérisation des matériaux.