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Unité d’enseignement : CM · S2 · UE2 — Sciences Physiques et Chimiques

Chimie Générale
Ce cours de chimie générale donne au futur technicien en chaudronnerie et construction métallique les bases chimiques nécessaires pour comprendre les matériaux qu’il met en œuvre et les installations qu’il construit ou entretient. Il présente les liaisons chimiques et les grandes lois des réactions (thermochimie, cinétique, équilibre), la chimie des solutions et l’électrochimie (fondement de la corrosion et de la galvanisation), les principales techniques d’analyse du chimiste (spectrométries UV, IR, absorption atomique, plasma, masse, RMN ; chromatographies, extraction par solvant), puis des notions de chimie organique et des procédés minéraux industriels : réactifs de minéralurgie, acide sulfurique, acide phosphorique. Le contexte nigérien sert de fil conducteur : traitement du minerai d’uranium d’Arlit (lixiviation sulfurique), phosphates naturels du pays, raffinage à la SORAZ, laboratoires de contrôle des matériaux, cuves et tuyauteries anticorrosion fabriquées par les chaudronniers.

Objectifs d’apprentissage
- Relier le type de liaison chimique aux propriétés des corps.
- Calculer une enthalpie de réaction, exploiter la loi d’Arrhenius et prévoir le déplacement d’un équilibre.
- Réaliser les calculs de solutions (concentration, pH, dosage) et d’électrochimie (potentiels, piles, loi de Faraday).
- Choisir une technique d’analyse (spectrométrique ou séparative) adaptée à un problème et exploiter la loi de Beer-Lambert.
- Décrire les procédés de fabrication de l’acide sulfurique et de l’acide phosphorique et les sous-ensembles d’une unité de production.
Prérequis

Chimie du secondaire (atome, tableau périodique, mole, équilibrage des équations), mathématiques de base (logarithmes, proportionnalité).

Plan du cours
1. Leçon 1 — Liaisons chimiques, énergie, vitesse et équilibre des réactions
2. Leçon 2 — Solutions, électrochimie et chimie minérale
3. Leçon 3 — Méthodes d’analyse : spectrométrie, séparation, spectrométrie de masse et RMN
4. Leçon 4 — Chimie organique, organophosphorés et procédés industriels (acides sulfurique et phosphorique)
Modalités d’évaluation

Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 0 h de TP inscrites à la maquette et 10 h de TPE ; 2 crédits. Les manipulations prévues par le programme (spectroscopie UV/IR, dosages acido-basiques par volumétrie et potentiométrie) sont présentées sous forme de manipulations guidées, réalisées en démonstration ou en TD de laboratoire selon les moyens disponibles. Évaluation : contrôle continu (TD, comptes rendus de manipulation, quiz en ligne) et examen terminal écrit.

Bibliographie
- P. Arnaud, Chimie physique et Chimie organique, Dunod.
- D. A. Skoog, D. M. West, F. J. Holler, S. R. Crouch, Chimie analytique, De Boeck.
- F. Rouessac, A. Rouessac, Analyse chimique : méthodes et techniques instrumentales, Dunod.
- P. Atkins, L. Jones, Principes de chimie, De Boeck.
- Techniques de l’Ingénieur, articles « Acide sulfurique » et « Acide phosphorique » (génie des procédés).
25 septembre 2026
Mécanique des Fluides
La mécanique des fluides fournit au technicien en chaudronnerie et construction métallique les outils pour dimensionner et comprendre les ouvrages qui contiennent ou transportent des liquides et des gaz : réservoirs de gasoil des dépôts pétroliers, châteaux d’eau métalliques, conduites d’adduction d’eau, tuyauteries d’eau et de vapeur d’une huilerie à Maradi, réseaux d’air comprimé d’atelier, vérins hydrauliques de presses plieuses. Le cours part des propriétés des fluides et de la statique (pressions et poussées sur les parois, base du calcul des épaisseurs de viroles), puis étudie les écoulements : conservation du débit, théorème de Bernoulli, équations de Navier-Stokes, pertes de charge dans les tuyaux, choix d’une pompe et fonctionnement des systèmes hydrauliques.

Objectifs d’apprentissage
- Définir et utiliser les propriétés des fluides (masse volumique, viscosité, compressibilité).
- Calculer pressions hydrostatiques et poussées sur des parois de réservoirs, appliquer les principes de Pascal et d’Archimède.
- Appliquer l’équation de continuité et déterminer le régime d’écoulement (nombre de Reynolds).
- Utiliser le théorème de Bernoulli (vidange, Venturi, Pitot, installation avec pompe).
- Connaître la signification des équations de Navier-Stokes et calculer les pertes de charge régulières et singulières d’une conduite.
- Dimensionner simplement une pompe et un vérin hydraulique.
Prérequis

Mathématiques de S1 (dérivées, intégrales simples), mécanique du point (forces, énergie, travail), unités SI.

Plan du cours
1. Leçon 1 — Propriétés des fluides et statique des fluides
2. Leçon 2 — Cinématique des fluides : débits, équation de continuité et régimes d’écoulement
3. Leçon 3 — Dynamique des fluides parfaits : théorème de Bernoulli et applications
4. Leçon 4 — Fluides réels : équations de Navier-Stokes, pertes de charge et systèmes hydrauliques
Modalités d’évaluation

Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 0 h de TP et 10 h de TPE ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (séries de TD, quiz en ligne, interrogation écrite) et examen terminal écrit (problèmes chiffrés sur réservoir, conduite et pompe). Formulaire autorisé selon les consignes de l’enseignant.

Bibliographie
- R. Comolet, Mécanique expérimentale des fluides, tomes 1 et 2, Masson/Dunod.
- I. E. Idel’cik, Mémento des pertes de charge, Eyrolles.
- F. M. White, Fluid Mechanics, McGraw-Hill.
- M. Carlier, Hydraulique générale et appliquée, Eyrolles.
- R. Ouziaux, J. Perrier, Mécanique des fluides appliquée, Dunod.
25 septembre 2026
Métallurgie Physique
La métallurgie physique étudie la manière dont les atomes d’un métal s’organisent (liaisons, réseaux cristallins, phases, grains) et comment cette organisation commande les propriétés que le chaudronnier et le charpentier utilisent tous les jours : limite d’élasticité d’une cornière, ductilité d’une tôle roulée en virole, dureté d’une zone affectée thermiquement, conductivité d’un câble, tenue à la corrosion d’un réservoir exposé au climat chaud et poussiéreux du Niger. Le cours relie la structure physique du matériau à son comportement mécanique, électrique et chimique, puis présente les grandes filières d’élaboration des métaux, du minerai (fer, bauxite, cuivre, uranium d’Arlit) jusqu’au demi-produit (tôle, profilé, tube) importé et transformé dans les ateliers de Niamey et de Maradi.

Objectifs d’apprentissage
- Décrire les liaisons atomiques et distinguer structures amorphes et cristallines (CC, CFC, HC) ; calculer compacité et masse volumique théorique.
- Expliquer les transformations allotropiques du fer et interpréter une courbe de refroidissement.
- Appliquer la règle des phases de Gibbs et la règle des segments inverses (bras de levier) sur les diagrammes binaires classiques.
- Lire le diagramme fer-cémentite et relier la microstructure (ferrite, perlite, taille de grain) aux caractéristiques mécaniques.
- Décrire les opérations pré-métallurgiques et les principales filières d’élaboration (acier, aluminium, cuivre) et faire des bilans matière simples.
Prérequis

Chimie de base (atome, mole, masse molaire), mathématiques de S1 (géométrie dans l’espace, proportions), notions de physique (température, énergie).

Plan du cours
1. Leçon 1 — Structures de la matière : liaisons, structures amorphes et cristallines
2. Leçon 2 — Changements d’état, allotropie et diagrammes d’équilibre
3. Leçon 3 — Relations entre structures et caractéristiques des métaux et alliages
4. Leçon 4 — Méthodes générales d’élaboration des métaux et opérations pré-métallurgiques
Modalités d’évaluation

Volume horaire : 20 h de cours magistral (CM), 10 h de travaux dirigés (TD), 0 h de travaux pratiques (TP) et 10 h de travail personnel de l’étudiant (TPE) ; 2 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD notés, quiz en ligne, devoir sur table portant sur les diagrammes de phases) et examen terminal écrit. Le quiz de fin de cours compte dans le contrôle continu.

Bibliographie
- W. D. Callister, D. G. Rethwisch, Science et génie des matériaux, Dunod (trad. de Materials Science and Engineering: An Introduction, Wiley).
- J.-P. Baïlon, J.-M. Dorlot, Des matériaux, Presses internationales Polytechnique.
- M. F. Ashby, D. R. H. Jones, Matériaux, tome 1 et tome 2, Dunod.
- J. Barralis, G. Maeder, Précis de métallurgie : élaboration, structures-propriétés, normalisation, AFNOR / Nathan.
- G. Murry, Métallurgie : métaux, alliages, propriétés, Dunod (Aide-mémoire).
25 septembre 2026