* Vue générale sur les applications et les utilisations de l’électrochimie dans le monde industriel et en recherche * Rappel sur les réactions électrochimiques, montages, notions de courants faradique et capacitif, chute ohmique, lignes de courant. * Notions de transfert d’électron et introduction des paramètres cinétiques (système lent/rapide, constante électrocinétique, coefficient de diffusion) * Méthodes voltampérométriques pour des espèces en solution dans différents régimes de diffusion, chronopotentiométrie. Application à des transferts électroniques simples, réactions chimiques couplées aux transferts d’électrons, électrocatalyse.

Concepts de base de la Chimie de Synthèse

Détermination et/ou confirmation de structures de composés organiques moléculaires ou macromoléculaires à l’aide de méthodes d’analyses croisées. L’accent sera mis sur l’interprétation des spectres et l’utilisation des données pour la caractérisation des composés et se limitera à de brefs rappels théoriques. Analyses de composés organiques moléculaires ou macromoléculaires par UV, IR, RAMAN, RMN, MS, et fluorimétrie.

Cours théoriques traitant des grandeurs fondamentales de la chromatographie, des équipements chromatographiques, des modes de chromatographie de partage à polarité de phase inversée, d’interaction hydrophile, de transfert de charge, chirale, ionique et de l’exclusion de taille et d’une introduction aux méthodes électrocinétiques.

Des notions de l'anglais scientifiques seront enseignées. On insitera sur l'anglais parlé et écrit.

Notions d’optimisation et d’amélioration sur le plan génie des procédés : Analyse de processus, Implantation, SMED, Gestion des stocks,  LEAN, 5S, 6-sigma et autres, KPI et SMART, HAZOP.

Deux volets : la rétrosynthèse et la synthèse asymétrique. Acquisition des bases de déconnection et de notions d’équivalents synthétiques permettant la construction de squelettes carbonés pour proposer des schémas de synthèses de substances naturelles ou de synthèses à partir de blocs de constructions élémentaires. Synthèse asymétrique via l'utilisation d' auxiliaires chiraux, réactifs et catalyseurs chiraux.

Connaissance et compréhension des comportements spécifiques des polymères : macromolécule isolée, macromolécule dans la masse du polymère amorphe, polymères semi-cristallins,élasticité caoutchoutique.

Définition et historiques de la nanoscience/nanotechnologie. Introduction des méthodes d’élaboration et caractérisation des nanomatériaux. Propriétés exceptionnelles des nanomatériaux. Les domaines d’applications des nanomatériaux. Nanomatériaux dans la vie quotidienne.

Acquisition des connaissances conceptuelles et techniques relatives à la production de molécules d’intérêt par des microorganismes (bactéries et champignons). Maîtrise des techniques d’analyse et des contrôles de qualité et sécurité.

Acquisition des connaissances conceptuelles et techniques relatives à la production de protéines d’intérêt via différents systèmes de production hétérologues.

Les électrons dans les atomes : Configurations électroniques et orbitales atomiques. Approche quantique de la liaison chimique : les orbitales moléculaires. Diagrammes d'OM de molécules diatomiques homo et hétéro nucléaires. Molécules polyatomiques : méthode des fragments. Etude du système pi : méthode de Hückel.

Notions sur le fonctionnement d'un ordinateur, base d'algorithmique, structure d'un programme, déclarations et instructions élémentaires. Tests, boucles, entrées/sorties, fonctions. Interpolation polynomiale, intégration numérique, recherche du zéro d'une fonction. Application à des exemples issus des sciences de la matière.

Introduction à la modélisation de la structure des atomes, molécules et solides. Optimisation et visualisation de structures moléculaires et cristallographiques Applications à la réactivité de systèmes simples, approche Acide/base de Lewis, approche des orbitales frontières. Utilisation de logiciels simples de modélisation et simulation moléculaires

Echanges énergétiques dans les réactions environnementales ; cycle du carbone et de l’azote ; les cinétiques d’hydrolyse dans les eaux naturelles. Principaux processus et réactions dans l’environnement – Réactions d’oxydation- la photochimie environnementale. Eléments chimiques et problèmes de l’environnement. Les composés organiques toxiques dans l’environnement : les pesticides ; les polychlorobiphényles ; les HAP ; les dioxines. Pollution chimique (air-eau).

Connaissance des principes de la RMN et compréhension des phénomènes liés à la structure chimique, à la conformation et à la dynamique locale des molécules complexes. : Principes de la RMN, Notions de déplacement chimique et de couplage spin-spin, Modes d’acquisition des spectres 1D 1H et 13C, Origines moléculaires de la relaxation en RMN, RMN à deux dimensions, Ouvertures vers d’autres applications de la RMN.

Etude des colloïdes : Forces interparticulaires, Stabilité des colloïdes, Tensions interfaciales, Physico-Chimie des tensioactifs : micelles, tensioactifs aux interfaces solides et liquides, émulsions, mousses.

Définition d’une surface et d’une interface. Mécanisme des phénomènes présents aux interfaces, bilan des forces mises en jeu (tension superficielle, mouillabilité…). Familiarisation avec les outils de caractérisation de surfaces : microscopie (MOP, SEM, AFM), spectroscopie (XPS, IRTF, raman…), optique (ellipsométrie, SPR) et gravimétrie (MBQ)…

Développer la prise d’initiative et l’autonomie de chimistes vis-à-vis de problèmes pratiques concrets en intégrant des données et un cahier des charges précis. Cela sera réalisé sous forme de projet expérimental en laboratoire ou de projet bibliographique. Assister à un cycle de conférences et en faire un compte rendu.

Des notions de l'anglais scientifiques seront enseignées. On insitera sur l'anglais parlé et écrit.

Maitriser les méthodes de synthèse de composés cycliques selon les approches ioniques et péricycliques. Les outils acquises sont utiles dans la poursuite d’étude en master 2 chimie de molécules bioactives.

Acquérir des connaissances de bases en biologie cellulaire, en pharmacologie en lien étroit avec la chimie (interactions moléculaires, relation structure activité, ...) pour l'identification/l'utilisation de cibles thérapeutiques.

Méthodes de modifications chimiques des surfaces et des bio-interfaces pour des applications de capteurs en biologie.

Méthodes d'approximation, résolution d'équations non-linéaires, calcul des valeurs-vecteurs propres d'une matrice. Résolution de systèmes linéaires, méthodes directes et itératives. Application à des exemples issus des sciences de la matière.

Théories des perturbations et des variations. Méthode de Hartree-Fock. Théorie de la Fonctionnelle de la densité. Interaction de configuration. Introduction à la physique statistique (Fonctions de partition micro-canonique et canonique, distribution de Boltzmann, formulation statistique des grandeurs thermodynamiques, méthode Monte-Carlo).

Analyse de spectres IR, UV, micro-onde, Raman.

Modélisation dans les systèmes biologiques, solvatation. Introduction à la dynamique moléculaire, modélisation multi-échelle.

Application des théories de Flory aux méthodes de caractérisation des polymères en solution (osmométrie, viscosimétrie, diffusion de la lumière, chromatographie d’exclusion par la taille). Viscoélasticité des solutions et des Gels

Connaitre le principe de fonctionnement des méthodes électrophorétiques et électrochromatographiques et leur gamme d’application en termes de composés biologiques/chimiques analysés. Connaitre les méthodes chromatographiques dédiées à l’analyse de biomolécules et biomacromolécules. Maitriser les méthodes de préparation d’échantillon utilisant des systèmes miniaturisés.