Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay

Laboratoire d'Etude des Matériaux Hors Equilibre - LEMHE

Arnaud Lequien du lycée St Michel des batignolles

stage du 11 au 15 juin 2007 à l'Université d'Orsay

Lundi : visite générale de l'institut

Mardi : étude de la corrosion de l'acier (voir graphes)

Mercredi : l'hydrogène futur remplaçant de l'essence

Jeudi : pollisage et étude microscopique (voir images)

Vendredi : cristallographie

 

 

fritte1
fritte2

photos des échantillons polis au microscope

 

AMH2
AMH1

courbes des échantillons de fer sous haute température

 

four
lame

photo du four et schéma de l'échantillon avant et après passage au four

 

Fuelcellcar ensemble voiture et sa recharge en hydrogène

mini voiture à hydrogène avec sa pompe à (essence)

 

amas n° 1 nb liaisons 1v= 8
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amas n° 2 nb liaisons 1v= 8
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amas n° 3 nb liaisons 1v= 8
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amas n° 4 nb liaisons 1v= 8
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amas n° 5 nb liaisons 1v= 8
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amas de 5 atomes avec 4 liaisons

 

Lundi : j'étais avec Sylvain Franger, (originaire de St Michel faut préciser) qui m'a montré ce que font les personnes travaillant à l'université d'Orsay, j'ai appris aussi comment la première pile a été conçue ( CuSO4(liquide)+Cu (solide)) relié à du (Zn(solide)+ZnSO4(liquide)) donne une pile de 1 volt ,aujourd'hui nous arrivons à avoir une pile 6 fois plus forte et en taille plus réduite, ensuite il y a eu du progrès on a construit une autre pile de 3 volt avec du lithium et du manganèse et en taille convenable. Pour résumer cette journée Sylvain m'a donné une explication générale des matériaux utilisés et avec quels outils on les manipule avec en plus une présentation d'une petite partie du personnel (surtout ceux qu'il connaissait).

Mardi : la suite du stage avec Anne Marie Huntz et la corrosion du fer (en fait de l'acier), nous avons lancé une manipulation, qui a consisté a faire chauffer une plaquette d'acier protégé d'un coté par de l'oxyde de zirconium(ZrO2 )et de l'autre coté par de l'oxyde de chrome (ChO2 ), ces deux couches protègent l'acier de l'oxygène mais adhèrent beaucoup sur cette plaquette très mince. A haute température la plaquette s'allonge tandis que les oxydes se rétractent donc cela crée un léger déplacement Après avoir lancé cette manipulation nous avons analysé des graphiques (voir graphes + haut) qui indiquent que le fer résiste plus à l'oxydation sous de l'argon (un gaz parfait) que sous de l'air. A la fin de la journée j'ai procédé au dépouillement des photos de mon échantillon avec Brahim Benali (un thésard) ces photos ont montré un déplacement de l'échantillon sous haute température.(le four est au-dessus)

Mercredi : troisième jour avec Pierre Millet un chercheur sur le fonctionnement des moteurs à hydrogène. En effet le pétrole va disparaître ainsi que l'essence donc il faut trouver un moyen de faire fonctionner une voiture sans essence, l'hydrogène entre en action, prend la place de l'essence et ne pollue pas . Bon, je ne connais pas ce phénomène mais de l'eau plus de l'électricité donne de l'hydrogène qui alimente le moteur (H2O(liquide)+énergie(électricité) )donne du H2 et H +O2 .Ensuite j'ai eu l'honneur de faire une petite visite chez Alcatel pour le même domaine et l'après midi j'ai calculé la vitesse et l'autonomie de la plus petite voiture à hydrogène (photo), puis les besoins d'un scooter de 50 kg pour un plein de 50 km en hydrogène(750 L d'hydrogène : c'est énorme) c'est à dire 750 grosses bouteilles de 1L de 830 bars PV=RnT , ce qui nous donne des bouteilles de 4L à 207,5 bars.

Jeudi : le polissage avec Gaël Sattonnay, nous avons poli puis regardé deux échantillons (l'un en fer, l'autre en acier) au microscope optique. Pour polir on place des disques abrasifs sur un plateau tournant (comme en poterie) et on appuie l'échantillon sur un disque tournant ce qui polit l'échantillon, après on nettoie l'échantillon pour enlever les saletés en le plongeant dans un solvant (pour nous c'était de l'éthanol (C2H6O)), puis on place un disque plus fin et on recommence jusqu'à arriver à la poudre de diamant un abrasif très fin pour finir le polissage et enlever toutes les raillures. Enfin pour nettoyer complètement notre échantillon on le place dans un bain d'attaque puis dans le solvant (le bain d'attaque était constitué de 95% d'éthanol et 5% d'acide nitrique(H3O+NO3). Au microscope on pouvait apercevoir les joints de grain et les morceaux de carbure de fer pour l'acier. Aussi Gaël m'a montré le phénomène de traction avec du fer, de l'acier (non trempé et trempé), du cuivre et de l'aluminium grâce à une machine utilisée par des étudiants d'Orsay qui enregistre et fait une courbe qui indique au fur et à mesure, l'irréversibilité de la traction exercée sur l'échantillon jusqu'à ce qu'il casse.

Vendredi : cristallographie avec Fabienne Berthier, où j'ai fait de l'assemblage d'atomes (sur un plan cubique face centrée) avec 4 atomes et 3 liaisons (18 possibilités) puis avec 5 atomes pour 4 liaisons (55 possibilités et a marqué au tableau une par une) et enfin 4 atomes et 3 liaisons mais en triangulaire au lieu d'être en carré comme pour les deux autres assemblages précédents, Fabienne et moi (oui car nous nous y sommes mis à deux) avons compté, il me semble, 41 possibilités

Pour conclure, j'ai aimé ce stage, j'ai appris plein de choses (comme V=énergie nécessaire à la formation des paires AA et BB à partir de deux paires AB, qu'on m'a souvent demandé de répéter) et pour rassurer tout le monde, je ne suis pas dégouté de la science et de la physique. Je n'ai peut être pas marqué tout ce que j'ai fait durant ce stage dans ce mini rapport, mais je m'en souviendrai car j'en aurai besoin pour plus tard.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 

   
 
 

 
1 décembre, 2010