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ANALYSER / MODÉLISER LES MATÉRIAUX – GENERALITES ale L’adaptation des matériaux aux contraintes des systèmes est fréquemment décisive pour le respect des cahiers des charges.

La connaissance des propriétés des matériaux, mais aussi de leur mise en œuvre, de leur évolution dans le temps est à ce titre d Le choix d’un matéria Cl des propriétés du pièce du prix du matéria ep or7 téft – Sni* to View s d’emploi de la de l’impact environnemental de celui-ci Cl du procédé de fabrication retenu pour la réalisation de la pièce 1- DEFINITION Un matériau est une matière d’origine naturelle ou artificielle que Homme façonne pour en faire des objets.

On distingue quatre grandes familles de matériaux : Les matériaux métalliques. Ce sont des métaux ou des alliages de métaux. (acier, fonte, aluminium, cuivre, bronze, zinc… ) Cl Les matériaux organiques. Ce sont des matériaux d’origine animale, végétale ou synthétiques (bois, papier, carton, matière plastique… ) D Les matériaux céramiques D Les matériaux composites. Ce sont des assemblages d’au moins aux formes complexes. Leur pourcentage élevé de carbone (2 à 4%) les rendent fragiles et inaptes aux déformations (peu ductiles).

Les fontes sont difficilement soudables. Exemples : fontes à graphite lamellaire (fonte grise), fontes ? graphite sphéroïdal, fontes blanches, fontes malléables. 2. 3 – Aluminium et alliages • Ces métaux sont les plus utilisés après les aciers et les fontes. Leur ductilité est élevée 40%), ils sont légers et sont de bons conducteurs thermiques et électriques. Leur résistance à la corrosion est élevée. Bonne coulabilité. Exemples : Zamac (aluminium+Zinc), Duralumin (aluminium+cuivre+magnésium) DOSSIER COURS Page 1 2. – Cuivre et alliages : Le cuivre, plus lourd que l’acier, est très résistant à la corrosion et surtout une grande conductivité electrique et une grande conductibilité thermique. Exemples : Bronze (cuivre+étain), laiton (cuivre+zinc) 3- LES MATÉRIAUX ORGANIQUES Naturels (bois, carton, caoutchouc, LES MATÉRIAUX ORGANIQUES Synthétiques Thermoplastiques Thermodurcissables Elastomères Le terme « plastique » décrit une rande variété de composés organiques obtenus par sy que. PAG » (allergisante) secrétée par un arbre  » l’hévéa « . II a la propriété de reprendre sa forme après avoir été déformée.

Exemples : les pneumatiques, les élastiques… Aujourd’hui, on fabrique des élastomères synthétiques aux ropriétés très proches du celle du caoutchouc (cf. 3,4) 3. 2 – Les thermoplastiques : Les thermoplastiques se présentent sous forme solide (granulés, plaques… ) que l’on met en forme en les ramollissant par chauffage, puis en les solidifiant par refroidissement. Ils peuvent être refondus et remodelés un grand nombre de fois en conservant leurs propriétés ce qui explique représentent près de des applications des matières plastiques.

Ils sont de très bons isolants. Ils se moulent très facilement. Les déchets thermoplastiques sont recyclables Exemples Polychlorure de vinyle (PVC), plexiglas (PPMA), po ystyrène(PS), olycarbonate (PC), polyéthylène téréphtalate (PET)… PET PVC page 2 3. 3 Les thermodurcissables : Les thermodurcissables se présentent sous forme liquide visqueuse que l’on met en forme en déclenchant une réaction chimique de n par ajout d’un *AGF 3 crF7 élastomères : Le premier brevet sur la fabrication d’un élastomère synthétique a été déposé en 1 909 par un chimiste allemand.

La caractéristique principal d’un élastomère est sa capacité à supporter de très grandes déformations (jusqu’à 1000%) avant rupture. Ils possèdent également de très bonnes propriétés d’amortissement. Exemple : pneumatique à base d’élastomère 4- LES MATERIAUX CERAMIQUES Le mot céramique provient du grec (keramos) qui signifie « terre ? potier Les céramiques (ou matériaux minéraux) sont des matériaux obtenus à partir d’argile (céramiques) ou de sable cuit (verre).

Le terme céramique ne recouvre donc pas un type de composition chimique mais qualifie un objet qui a été élaboré par une technologie dite technologie céramique. Ce procédé de fabrication consiste à façonner, à partir de poudres minérales, un objet selon la forme désirée, puis par cuisson (ou frittage) à haute température, à consolider cet objet ont la forme reste conservée. Les céramiques sont très dures, sont de bons isolants électriques, elles résistent très bien à la chaleur (ont de hauts points de fusion) mais sont sensibles aux chocs (fragiles peu ductiles).

Elles sont plus légères que les métaux. Exemple : prothèse de hanche Tuiles composites Le point faible de beaucoup de céramiques est donc leur relative fragilité : elles sont dures, inusables, mais susceptibles de se briser. En les renforçant par des fibres de carbone, on obtient ainsi des composites à matrice céramique ou CMC, matériaux réfractaires nan fragiles, qu ossèdent alors les propri es et la fiabilité résistance à des atmosphères agressives ou de conditions d’érosion par des particules abrasives. – LES MATERIAUX COMPOSITES page 3 Un matériau composite est un matériau hétérogène formé d’au moins deux constituants non miscibles, disposés selon une organisation géométrique partlculière. Non recyclables et non biodégradables, quasiment tous les composites sont constitués : De renforts, prenant généralement la forme de fibres ou de particules, assurant l’essentiel des propriétés mécaniques du composite. Exemples : Fibres de verre (peu couteuses), de carbone (plus erformantes mécaniquement), de Kevlar (plus résistantes aux chocs), fibres végétales (renouvelables).

D’une matrice dans laquelle sont noyés les renforts, assurant la cohésion de l’ensemble et le transfert des efforts ainsi que l’essentiel des propriétés autres que mecanlques. Les composites à matrice organique (CMO) sont les plus répandues car pour beaucoup d’entre eux, des coûts sont suffisamment rédu ts pour pouvoir être produits en grandes séries. Exemples : Carton, plastique et aluminium pour les briques de lait ; Caoutchouc, fibre de verre, noyau en bois et renfort en acier pour les skis