Généralités sur les métiers 

1. Notions sur les matériaux : L’ingénieur a peut-être plus de 50 000 matériaux à sa disposition. Lorsqu’il conçoit une structure ou une application, comment s’y prend-il pour choisir dans ce vaste menu le matériau le plus adapté à son objectif ? Avant de répondre à ce question, il faut dire que les matériaux sont des substances d'origine naturelle ou artificielle utilisées par les hommes et par certains animaux pour confectionner des objets, des habitations, etc. Ces substances sont extrêmement nombreuses et nous venons déjà de donner ici un critère de classification. Lors de la conception d'objets ou de constructions, le premier problème posé est celui de définir les propriétés et caractéristiques des dits objets et/ou constructions. Se pose immédiatement après le problème du choix des matériaux les mieux appropriés pour les réaliser. Ceci suppose que l'on connaisse bien leurs caractéristiques, et celles-ci peuvent être de natures très différentes, ce qui ne facilite pas la tâche : 

  Propriétés physiques : résistance à la rupture, limite d'élasticité, dureté, ténacité, ductilité, masse volumique, rigidité, dilatation thermique,

ténacité, ductilité, masse volumique, rigidité, dilatation thermique, 

 2 conductivité thermique et électrique, transparence, radioactivité, point de fusion... 

  Propriétés chimiques : aptitude aux traitements de surface (protection, durcissement...), inertie ou agressivité, résistance à la corrosion, aux solvants, toxicité, stabilité, inflammabilité... 

  Propriétés mécaniques : Résistance à la compression, Résistance à la traction et à la flexion, ténacité , …etc

  Propriétés de mise en forme : aptitude à la coupe, au perçage, au pliage, possibilités de moulage, de déformation plastique, de soudage, de collage, de traitements divers mécaniques, thermiques...

  Propriétés esthétiques : couleur, aptitude au polissage, à la peinture... 

  Propriétés environnementales : aptitude au recyclage ou à l'élimination,...  etc.

2. Classification des matériaux : La classification de matériaux en solides, liquides, semi-solides, etc., est primitive et parfois non valable. En effet, en rhéologie, il est possible d'observer un comportement de type liquide dans un matériau solide et un comportement de type solide dans un matériau liquide (viscoélasticité, seuil d'écoulement). Il ne faut pas confondre le matériel (matériels) qui est un objet façonné ou fabriqué par l'homme et les matériaux (matériau) qui servent à fabriquer cet objet.

2.1. Classification selon la structure atomique : Les matériaux peuvent être classés selon leur structure atomique. 

On peut distinguer :  les matériaux métalliques, faisant intervenir une liaison métallique : matériaux durs, rigides et déformables plastiquement. 

  les matériaux organiques ou polymères organiques– liaison covalente et liaison secondaire : matériaux constitués de molécules formant de longues chaînes de carbone, matériaux faciles à mettre en forme, ils supportent rarement des températures supérieures à 200 °C.

 les matériaux minéraux ou céramiques – liaison ionique et liaison covalente : matériaux inorganiques caractérisés par leur résistance mécanique et thermique (réfractaires). Ce sont des roches, des céramiques ou des verres : porcelaine, pierre naturelle, plâtre, etc. ;  les matériaux composites. Ce sont des assemblages d'au moins deux des trois types de matériaux déjà cités, non miscibles : plastiques renforcés de fibre de verre, fibre de Kevlar, contreplaqué, béton, béton armé  de carbone ou de Kevlar, contreplaqué, béton, béton armé

2.2. Classement en conception

 On recense environ 80 000 matériaux utilisés en constructions diverses et, pour mieux se repérer, les matériaux sont souvent regroupés en six à huit familles (selon les références) :  céramiques (SiC, Al2O3, ZrO2, diamant, ciment, béton, etc.) ;  métaux ferreux (aciers fortement et faiblement alliés, fontes) ;  métaux non ferreux (alliages d'aluminium, de cuivre, de nickel, de titane, de zinc, etc.) ;  polymères thermoplastiques ;  polymères thermodurcissables ;  élastomères et mousses (silicone, EPDM, caoutchouc nitrile (NBR), polyuréthane, etc.) ;  verres ;  composites, naturels (bois…),fabriqués (bois aggloméré, contreplaqué, stratifié, etc

2.3. Classement pour le calcul: 

On distingue les matériaux ductiles et les matériaux fragiles, et en général, un grand nombre de lois bien connues de la mécanique s'appliquent. Le cas des polymères est un cas à part, car à température ambiante, on peut avoir différents états de la matière et donc différentes lois applicables selon la nature du polymère. En effet, à température ambiante ou à quelques dizaines de degrés Celsius, on peut rencontrer l'état fondu, caoutchouteux, la transition vitreuse, l'état vitreux ou semi-cristallin. Ce n'est pas le cas des métaux qui sont plutôt stables à quelques centaines de degrés près.

Modifié le: lundi 5 février 2024, 13:40