TR | Technicien en élaboration et/ou mise en forme de matériaux profil n° : TR10-CEPIA-6

emploi-type n°: B4F24

Angers-Nantes concours : TRB03

Lieu du concours (Centre Organisateur): Angers-Nantes

::::::::::::::::::::::::::::: FICHE DE PROFIL || Concours Externes INRA 2010 :::::::::::::::::::::::::::::

Le technicien effectue avec des appareillages spécifiques, selon des procédures définies, des opérations courantes pour l'élaboration, la mise en forme et le traitement des matériaux.

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n°BAP : B | Sciences chimiques & sciences des matériaux

Département : Dpt Caractérisation Élabo Prod Issus Agricult

unité n° 1268 BIA | Biopolymères, Interactions Assemblages

Lieu de travail (si différent): Nantes

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personne(s) à contacter :Bernard CATHALA (Resp. Scientifique)

02 40 67 50 68 cathala@nantes.inra.fr

Jacques GUEGUEN (D.U.)

02 40 67 50 32 gueguen@nantes.inra.fr

Environnement :

L'activité s'exercera dans un laboratoire ou un centre de recherche et/ou d'enseignements. Conditions particulières liées au travail en salle blanche dans le respect des règles de sécurité. L'équipe «Assemblages nanostructurés» de l'unité biopolymères interactions et assemblages constituée de 7 permanents (6 chercheurs et une technicienne) a été créée fin 2008. Elle a pour objectif principal d'élaborer de nouveaux matériaux/assemblages à base de biopolymères d'origine agricole structurés aux échelles nano et microscopiques afin de créer des propriétés fonctionnelles originales et performantes (mécaniques, reconnaissance, transport, optique...). Selon le contexte, cette démarche peut conduire à des assemblages biomimétiques ou de nouveaux matériaux. Le(la) technicien(ne) aura en charge, sous la direction des scientifiques de l'équipe, la réalisation de matériaux massiques ou surfaciques pour les besoins des programmes de l'équipe. Il(elle) aura plus particulièrement en charge la réalisation de petits appareillages fabriqués à façon au laboratoire dédiés à la structuration des matériaux à base de biopolymères. Il pourra s'agir par exemple de circuits microfluidiques, de moules pour la photolithographie ou bien encore de substrats à surfaces contrôlées. La réalisation de ces matériaux nécessitant une atmosphère propre, le laboratoire projette de se doter d'une salle blanche ou grise. Le(la) technicien(ne) sera chargé(e) d'assurer le bon fonctionnement et la maintenance à la fois de la salle propre et des appareils qui s'y trouveront.

Adresse WEB de l'unité : http://www.angers-nantes.inra.fr/unites_de_recherche_unites_experimentales/biopolymeres_interactions_assemblages_bia

Activités :

Conduire des expériences courantes d'élaboration et de mise en forme de matériaux massifs et ou en couches minces, en respectant le protocole préétabli Préparer des échantillons en couche mince et/ou en matériaux massifs Préparer tout ou partie de l'appareillage Effectuer les contrôles et réglages systématiques Analyser et caractériser les matériaux élaborés ou mis en forme (microscopie, diffraction X, interférométrie...). Effectuer des traitements sur ces matériaux (thermiques, chimiques, lithographique, de gravure, d'assemblages...). Tenir un cahier d'expérience. Effectuer les opérations courantes d'entretien, de maintenance, d'installation et de dépannage (1er niveau). Réaliser les adaptations pour les montages expérimentaux. Appliquer et faire appliquer les règles de sécurité. Former en interne, à la préparation, à la mise en forme des échantillons et à la réalisation d'expériences courantes

Compétences :

Connaissance générale des techniques de préparation et de mise en forme de matériaux. Notions de base en chimie et physique générale et dans un ou plusieurs domaines suivants : mécanique, optique, dessin industriel, électrotechnique, micro-informatique. Notions de base sur les techniques de caractérisation (optique, diffraction X,.). Notions de base sur les risques (électriques, chimiques, rayonnements, gaz.) liés aux techniques utilisées. Connaître les symboles et pictogrammes et les conditions de stockage des produits utilisés, Connaître les risques et les règles d'hygiène et de sécurité relatives aux matériels ou matériaux utilisés Utiliser les techniques de préparation et de mise en forme de matériaux utilisés. Maîtriser des techniques simples de mesure ou de contrôle (rugosité, épaisseur, température, vide, pression, planéité, microscopie optique.). Appliquer les techniques de mise en forme adaptées aux matériaux (orientation, découpage, polissage.). Manipuler les produits et utiliser les techniques dans le respect des règles de sécurité.

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2010 | conception et réalisation : DRH - DSI

Manipuler les gaz sous pression Rendre compte du déroulement des expériences Comprendre l'anglais oral et écrit Travailler en interaction avec les équipes de recherche.

Capacités personnelles :

Baccalauréat, BP, BT Formation en chimie ou science des matériaux. Bonne capacité à travailler en équipe. Sens de la rigueur et de méticulosité dans la manipulation d'échantillons de faibles dimensions (micro ou nanoassemblages, surfaces, circuits microfluidiques, etc...) en condition de propreté contrôlée.

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CONCOURS EXTERNE

Technicien de la Recherche UR BIA

TRB03

INTITULE : Technicien en élaboration et/ou mise en forme de matériaux

EPREUVE ECRITE

Durée 3 heures – Coefficient 3

Informations générales La calculatrice n’est pas autorisée. L’épreuve écrite est divisée en 3 parties : Partie 1-Questions diverses 20 points durée conseillée : 1 heure Partie 2-Questions à choix unique 20 points durée conseillée : 30 min. Partie 3-Problèmes (4) 40 points durée conseillée : 1h30 Les réponses sont à inscrire directement sur la feuille du sujet. Les questions des parties 1 et 2 sont indépendantes et peuvent être traitées dans l’ordre souhaité par le candidat. Les 4 problèmes de la partie 3 sont également indépendants et peuvent être traités dans l’ordre souhaité par le candidat.

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Partie 1 : QUESTIONS DIVERSES Durée conseillée : 1 heure –20 points Répondre directement sur le papier dans l’espace disponible sous la question Q-1. Que signifient les initiales : (0,5 point)

INRA :

AQR :

Q-2. A quoi sert un cahier de laboratoire ? (1 point) Q-3.Quelles vérifications doit-on faire avant d’effectuer une pesée sur une balance ? (1 point)

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Q-4. Quelles sont les précautions à prendre pour jeter ces déchets de laboratoire ? (2 points) Acrylamide : Méthanol : Acide acétique : Solution normale de soude : Q-5. Associer chaque pictogramme au risque : (1,5 points)

A B C D

E F Reportez la lettre du pictogramme dans le tableau ci-dessous

N° pictogramme Risque associé

danger pour l’environnement

danger d’incendie

danger de toxicité aiguë

gaz sous pression

danger de corrosion

danger d’explosion

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Q-6. Quelles sont les spécificités d’une salle blanche? (1 point) Q-7. Quel équipement particulier faut-il pour qu’un opérateur puisse travailler dans une salle blanche ? (1 point) Q-8. Vous devez centrifuger 5 tubes de même poids contenant une solution A. Comment faites-vous ? (1 point)

Q-9. Quel est le nom courant du composé chimique de formule NaOH ? (0,5 pt)

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Q-10. Reliez les fonctions ci-dessous à la lettre correspondante (de A à H) (2 points)

A Power point B Google C Mozilla Firefox D Acrobat Reader E Word F Excel G Linux H Outlook Express

lettre Fonctions

Ecrire et recevoir les messages électroniques

Lire les fichiers au format PDF

Moteur de recherche

Tracer des graphes et faire des calculs à partir de série de données

Ecrire un texte et y insérer des figures (traitement de texte)

Faire une présentation

Système d’exploitation

Navigateur Internet

Q-11. Convertissez 1,5 mg/mL selon les unités suivantes : (1 point) en mg/cm3 : en µg/mL : Q-12. Classez les longueurs suivantes par ordre croissant (du plus petit au plus grand): 50 nm, 0,01 µm, 1 µm, 2,5 Å (1 point)

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Q- 13. A combien de mètres, exprimé en puissance de 10, correspondent les unités de longueur suivantes ? (1 point) Angström (Å) : Micro (µ) : Nanomètre (nm) : Picomètre (pm) : Q-14. Quelle est la formule chimique de : (1 point) acide chlorhydrique : acide sulfurique : méthanol: isopropanol : Q-15. Citez une méthode permettant le dépôt de polymères sur un support solide (0,5 point)

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Q-16. Citez une matière première source de la cellulose (0,5 point) Q-17. Donnez la définition d’un biopolymère : (1 point) Q-18. Lequel des ces matériaux est conducteur d’électricité : le bois, le verre, le plastique ou le silicium ? (0,5 point) Q-19. Quelle information avez-vous à partir du graphe ci-dessous pour le polyéthylène ?

(1 point)

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Q-20 - Des essais en traction sont réalisés sur des éprouvettes de même géométrie, faites à partir de deux polymères (notés « P1 » et « P2 ») pour évaluer leurs propriétés mécaniques. Les résultats obtenus sont présentés sur la figure ci-dessous : (1 point)

Q-20.1 : Laquelle ou lesquelles des propositions suivantes est (sont) vraie(s) ? L’allongement à la rupture du polymère P2 est plus important que pour P1

L’allongement à la rupture du polymère P2 est plus faible que pour P1

L’allongement à la rupture du polymère P2 est identique à celui de P1

On ne peut pas comparer les allongements à la rupture des polymères P1 et P2

Q-20.2 : Laquelle ou lesquelles des propositions suivantes est (sont) vraie(s) ? un plastifiant augmente la température de transition vitreuse d’un polymère

un plastifiant diminue la température de transition vitreuse d’un polymère

un plastifiant augmente la déformation à la rupture d’un polymère

un plastifiant augmente le module d’élasticité d’un polymère

02468

1012141618202224

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Déformation (%)

Con

trai

nte

(MPa

)P1

P2

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Q-20.3 : Laquelle ou lesquelles des propositions suivantes est (sont) vraie(s) ? La limite d’élasticité du polymère P2 est 20 MPa La limite d’élasticité du polymère P2 est 12 MPa La limite d’élasticité du polymère P2 est 2 MPa On ne peut pas déterminer la limite d’élasticité du polymère P2

Q-20.4 : Le polymère P2 a une rigidité ? Supérieure à celle du polymère P1 Inférieure à celle du polymère P1 Egale à celle du polymère P1 On ne peut pas le savoir avec cet essai mécanique

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Partie 2 : QUESTIONS A CHOIX UNIQUE Durée conseillée : 30 minutes – 20 points Cochez par une croix une seule réponse par question. 1 point par bonne réponse, 0 par réponse fausse. Q-1 - Une longueur d’onde de 580 nm se situe dans le domaine:

des micro-ondes

de l’infra-rouge

du visible

de l’ultra-violet Q-2 – A quelle puissance de 10 correspond le préfixe µ (micro) ?

x 106

x 10-6

x 10-7

x 10-9 Q-3 - 40 nanogrammes correspondent à :

4 x 10-9 mg

0,4 x 10-12 g

40 x 10-9 g

40 x 10-6 µg

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Q-4 - Pour diluer une solution au 1/30ème dans l’eau il faut :

1 mL de solution + 29 mL d’eau

30 mL de solution + 1 mL d’eau

1 mL de solution + 60 mL d’eau

29 mL de solution + 1 mL d’eau Q-5 - Pour prélever très précisément 0,850 mL d’une solution, vous utilisez :

Une pipette automatique à volume réglable de 1000 µL

Une pipette automatique à volume réglable de 500 µL

Une pipette graduée de 5 mL

Une éprouvette de 5 mL Q-6 – Quelle solution aqueuse utiliseriez-vous pour amener une solution de pH 10 à pH 7 ?

NaCl

NaOH

HCl

H2O2 Q-7 - Quelle quantité de NaCl devez-vous pesez pour préparer 1 litre d’une solution de NaCl à 0,5M (M = 58,44g.mol-1) ?

2,922 g

29,22 g

5,844 g

58,44 g

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Q-8 - Pour préparer 1 litre de solution d’un produit à 25%, vous pesez :

250 g

25 g

2,5 g Q-9 - Quelle est la bonne définition du pH ?

pH = - log [H3O+]

pH = - log [OH-]

[H3O+] = 10pH Q-10 - Une réaction chimique endothermique :

ne dégage pas de chaleur

dégage de la chaleur

absorbe de la chaleur Q-11 - Pour diluer un acide :

On ajoute de l’eau dans l’acide

On ajoute l’acide dans de l’eau

On mélange l’acide à une base Q-12 - Le terme « contraste de phase » fait référence à une méthode de :

chromatographie

spectroscopie

microscopie

polarographie

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Q-13 - La dialyse est une technique qui est basée sur :

La diffusion

Le courant électrique

L’électrolyse

La force centrifuge Q-14 - Pour mesurer une densité optique, quel appareil utiliseriez vous ?

Un calorimètre

Un densitomètre

Un spectrophotomètre Q-15 - Parmi ces composés, lequel n’est pas un polymère d’origine végétal ?

La cellulose

Le xyloglucane

Le polystyrène Q-16 - Qu’est-ce que la Tg d’un matériau ?

Température de fusion

Température d’auto-inflammation

Température de transition vitreuse Q-17 - Un matériau a une bonne dureté s’il est

Difficile à casser

Difficile à rayer

Difficile à plier

Difficile à fondre

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Q-18 - Le bois peut être associé à la classe des matériaux

Composite

Polymère

Céramique Q-19 – Une fréquence de rotation de 1 Hz correspond à :

10 tours / minute

0,5 tour / minute

1 tour / minute

1 tour / seconde Q-20 - Quel est l’acide aminé des protéines responsable de l’absorption des rayons l’UV entre 275 et 290 nm ?

Glycine

Tryptophane

Proline

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Partie 3 : PROBLEMES Durée conseillée : 1h30 Points : 40 points Répondez aux problèmes directement sur la feuille dans l’espace dédié. PROBLEME 1 (12 points) L’ensemble des chercheurs de votre laboratoire utilise régulièrement la solution de poly(allylamine) dont l’étiquette commerciale est donnée ci-dessous : Poly(allylamine) [30551-89-4] [CH2CH(CH2NH2)]n Density 1.02 g/mL, 25°C

R:34 S: 26-27-36/37/39-45 RID/ADR: UN 2735 8/GP 3 WGK 3

Average Mw ∼ 20,000, 20 wt. % in H2O viscosity ∼ 50 cP (25°C) (lit.)

20Dn 1.383

479136-1G poly btl 1 g 37.60 479136-5G poly btl 5 g 112.00 479136-25G poly btl 25 g 350.00 Question 1:Quelle(s) précaution(s) prendrez vous pour utiliser ce produit ? Pourquoi ? Question 2 : Que vaut la masse molaire moyenne en poids de ce composé ?

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Question 3 : Quelle est la concentration de la solution (en mol/L) ? Question 4 : Quelle est sa masse volumique ? Question 5 : A quoi correspond la valeur nD =1,383 ? Question 6 : Vous êtes chargé de tenir le stock de ce produit et d’approvisionner ce produit en ayant 6 mois d’avance. Les chercheurs de votre laboratoire en utilisent 5 g par semaine. Quelle quantité devrez-vous commander pour approvisionner le stock de 6 mois ; précisez la référence du flacon que vous commanderez, le nombre de flacons de cette référence et le montant de la commande (NB : vous considérerez qu’un mois comporte 4 semaines).

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PROBLEME 2 (8 points) Vous devez préparer un gel de PMDS (polydiméthylsiloxane) en vue d’une expérience avec un chercheur. Cette même journée, une réunion de laboratoire est prévue de 14h00 à 15h00. Votre pause repas de 1 heure doit se faire entre 12h et 14 heures. Vous penserez également à remplir votre cahier de laboratoire et nettoyer et ranger le matériel utilisé. Les différentes étapes de préparation du gel de PDMS (et la durée pour chaque étape) sont les suivantes : - pesez les solutions A et B (25 g de A et 2 g de B) (15 minutes) - mélangez-les pour obtenir une solution visqueuse de PDMS (5 minutes) - centrifugez la solution visqueuse de PDMS pendant 10 minutes à une vitesse de 10 000 rpm (T = 20°C) - coulez aussitôt la solution visqueuse de PDMS sur support de silicium déposé dans une boite de pétri et mettez la boîte de pétri sous vide pendant 2h00. Lors de cette étape, la solution de PDMS se polymérise en un gel. - Stoppez le vide et mettez la boite de pétri dans un four à 70°C pendant 3h30 heures pour terminer complètement la polymérisation du gel de PDMS. - sortez la boîte de pétri du four et laissez la à température ambiante pendant 20 minutes. - démoulez le gel de PDMS de la boîte de pétri et conservez le en chambre froide à 4°C (5 minutes). Comment planifiez-vous votre journée de travail ? Remplissez le tableau ci-après dans lequel vous indiquerez les horaires et les tâches effectuées correspondantes.

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Horaires journée Votre planning horaire Tâches réalisées

9h00 Début journée 10h00 11h00 12h00 13h00 14h00 15h00 16h00 17h00 Fin journée

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PROBLEME 3 (10 points) Le protocole de préparation des films de cellulose est le suivant :

A) Cellulose dissolution 2 g of dry cellulose and 5 g of LiCl were kept under constant agitating, and heated from room temperature to 120°C at a rate of 3°C/min to ensure water removal. After 1h, 100 mL of N,N-dimethylacetamide (DMAc) were slowly added, and the system was heated from 110 to 160 C at 5 C/min under vigorous stirring. After 1h, the system was slowly cooled to 36°C at 1°C/min, maintained by agitating for 24h.

B) Cellulose film preparation Cellulose films were produced by the spin-coating technique. The glass substrate was covered with the cellulose solutions and spun at spin speeds of 1500 and 2500 rpm for 12 min. The films were dried at 90 C under vacuum. After dried, the films were washed in deionized water. Finally, the films were dried under a nitrogen flow and stored at 25 C. NB Vocabulaire anglais: - spin-coating : tournette (système de rotation à l’horizontal des substrats) Question 1: Résumez en français les 7 principales étapes de préparation des films de cellulose (étapes A et B):

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Question 2 : Combien de films de cellulose ont été préparés ? Question 3 : Quel peut-être l’intérêt d’augmenter la vitesse de rotation durant l’étape de ‘spin coating’ ? Question 4 : Pourquoi après l’étape de ‘spin-coating’ doit-on chauffer sous vide le film de cellulose à 90°C ? Question 4 : La formule chimique développée de la cellulose est indiquée ci-dessous. Quelle est l’unité de répétition de la cellulose ci-dessous ? Notifiez votre réponse par des crochets sur la formule ci-dessous :

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PROBLEME 4 (10 points) Imaginez un protocole détaillé à l’usage du laboratoire pour préparer la solution suivante : 10 mL d’une solution d’enzyme (la trypsine) à 5 g/L. Indiquez clairement la vaisselle et les instruments nécessaires à ces préparations.

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CONCOURS EXTERNE

Technicien de la Recherche UR BIA

TRB03

INTITULE : Technicien en élaboration et/ou mise en forme de matériaux

EPREUVE ORALE

Temps de préparation : 15 minutes

Durée 25 minutes – Coefficient 3

Question à préparer par les candidats : Expliquer en quoi votre formation et votre expérience vous amènent à vous présenter à ce poste de technicien de la recherche à l’INRA ? Temps de l’exposé devant le jury : 5 minutes (inclus dans les 25 minutes)