Mechanical properties of biological and bioinspired materials

Durée

26h Th, 22h Pr, 4h Labo.

Nombre de crédits

Enseignant

Davide Ruffoni

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue anglaise

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Il s'agit d'un cours interdisciplinaire pour les étudiants des cycles supérieurs qui s'intéressent à l'étude des matériaux biologiques et bio-inspirés. Les matériaux biologiques (provenant d'organismes vivants, tels que les os, le bois, la soie d'araignée) possèdent souvent une structure hiérarchique complexe sur plusieurs échelles spatiales et ils présentent des propriétés mécaniques remarquables beaucoup plus élevées que celles des composants individuels. Comment est-ce possible? L'objectif principal de ce cours est de répondre à cette question en discutant et en interprétant certains exemples de matériaux biologiques, comprenant des structures minérales (par exemple, les os et les becs d'oiseaux) et non minérales (par exemple, le bois et la soie d'araignée). Après une introduction générale sur la résistance des matériaux, la relation étonnante entre la structure, la propriété et la fonction sera le thème central du cours. En outre, la traduction des stratégies de conception bio-inspirées dans le monde technique sera discutée, en mettant l'accent sur la fabrication de matériaux bio-inspirés avec amélioration de l'efficacité mécanique et de multiples fonctionnalités.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

L'objectif principal de ce cours est de former les étudiants aux nombreuses stratégies de conception adoptées par la nature pour construire des matériaux porteurs et de suggérer comment ces stratégies devraient être imité à concevoir de nouveaux matériaux hétérogènes bio-inspirés avec des propriétés sans précédent. Les étudiants pourront se familiariser avec les blocs de construction de base et les principes de construction de matériaux biologiques grâce à une combinaison de conférences, de projets de groupe dédiés et de l'impression de polymère tridimensionnel.  En exécutant les projets de groupe et la préparation de la présentation orale, les étudiants seront également former leurs soft skills. 

Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.1, I.2, II.1, II.2, II.3, III.1, III.2, IV.1, IV.2, VI.1, VI.2, VI.3, VII.2, VII.3, VII.4, VII.5 du programme d'ingénieur civil en génie biomédical.


Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.1, I.2, II.1, II.2, II.3, III.1, III.2, III.2, IV.1, IV.2, VI.1, VI.2, VI.3, VII.2, VII.3, VII.4, VII.5 du programme d'ingénieur civil physicien.

Savoirs et compétences prérequis

Mécanique et de la chimie à la première année d'université

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Le cours est organisé en conférences sur la résistance des matériaux, des matériaux biologiques, matériaux bio-inspirés et projets de groupe (pendant les séances d'entraînement, les élèves travailleront en petits groupes pour résoudre des tâches spécifiques)

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Présentiel

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Diapositives détaillées, des articles et chapitres de livres seront mis à la disposition des étudiants.

Modalités d'évaluation et critères

• La livraison des 3 missions est obligatoire pour accéder à l'examen oral. 
• Présentation orale: les étudiants (en petits groupes de 2-3 personnes) préparera une présentation orale (10 minutes + 5 minutes de discussion) d'un matériau biologique ou bio-inspirée.
• Examen oral.

Stage(s)

Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours

voire CELCAT

Contacts

Davide Ruffoni
druffoni@ulg.ac.be
+32 43669359

Association d'un ou plusieurs MOOCs

Aucun MOOC n'est associé à ce cours.