Comportement d'un matériau ductile en traction uniaxiale et en présence d'un défaut : essai de traction, courbe contrainte-déformation rationnelle; essai Charpy, triaxialité des contraintes, transition ductile-fragile. Mécanique du matériau non fissuré : élasticité isotrope et anisotrope, tenseurs des déformations et des contraintes, critères de plasticité et de rupture. Mécanique du matériau fissuré : champ élastique et écoulement plastique en fond de fissure, calcul du facteur d'intensité de contrainte, essai de ténacité en plasticité confinée. Approches énergétiques en mécanique de la rupture, essai de ténacité en plasticité étendue. Fatigue à grand nombre de cycles et fatigue oligocyclique. Prédiction de la durée de vie d'amorçage : approches locales en contrainte et en déformation. Fatigue-propagation : approche par la mécanique de la rupture. Fermeture des fissures et amplitude effective du facteur d'intensité de contrainte. Exposés sur des sujets variables.

Introduction aux principes et aux applications des techniques expérimentales de caractérisation. Sujets traités : optique électronique, interactions électrons-matière et signaux émis, microscopie électronique à balayage (MEB) et en transmission (MET), spectroscopie des rayons X et des électrons Auger, imagerie MET, interprétation des images, définition des conditions de diffraction, obtention des spectres RX, quantification des rayons X obtenus en MET.
Introduction aux procédés métallurgiques de l'aluminium : procédé Bayer (digestion, filtration, décantation, précipitation de l'hydrate, calcination), procédé Hall-Héroult (chimie de l'électrolyte, réactions électrochimiques, dissolution de l'alumine), technologie du carbone (préparation des cathodes et des anodes), mise au point des alliages d'aluminium (traitement du métal liquide, filtration, enlèvement des alcalins, mise an alliage, coulée). Choix des réfractaires. Perspectives d'avenir pour la production de l'aluminium. Aspects environnementaux.
Définitions de l'énergie électrochimique. Paramètres thermodynamiques et cinétiques. Différence entre piles à combustible, piles non rechargeables et rechargeables. Principe de fonctionnement des générateurs électrochimiques. Réactions aux électrodes. Tension, capacité et énergie théoriques. Effet des paramètres intensifs et extensifs. Énergie spécifique et densité d'énergie des systèmes réels. Caractéristiques et domaines d'applications des piles à combustibles : à électrolyte polymère solide, à acide phosphorique, en milieu alcalin, au carbonate fondu, à électrolyte oxyde solide, à consommation directe d'alcools. Cas de la pile à hydrogène. Bio-piles et bio-senseurs. Comparaison des performances des accumulateurs et des piles non rechargeables. Processus de charge et de décharge d'un accumulateur. Applications au véhicule électrique : enjeux technologiques et environnementaux, bilan énergétique, coût et impact sur les émissions de gaz de réchauffement.
Technologies photovoltaïques. Types de matériaux utilisés pour la conversion photovoltaïque. Fabrication, coût et disponibilité des matériaux. Principe de fonctionnement des différents types de cellules. Fabrication et performance des cellules selon le matériau et les types de structures des dispositifs. Classification des cellules. Montage de modules photovoltaïques. Caractéristiques, performance et types de modules. Lecture de la fiche technique d'un module. Étapes du dimensionnement. Estimation des besoins en énergie, de l'ensoleillement, de la densité d'énergie solaire du site et choix du système photovoltaïque. Caractéristiques du système de stockage et du convertisseur. Estimation des coûts d'investissements, d'exploitation et d'entretiens Évaluation de son impact environnemental. Maintenance, recyclage et renouvellement des composants.