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GCI 116 - Matériaux de lingénieur GCI 116 Matériaux de lingénieur Professeur Patrice Rivard Bureau C2-2048 Tél.: 821-8000 #3378 Courriel:

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1 GCI Matériaux de lingénieur GCI 116 Matériaux de lingénieur Professeur Patrice Rivard Bureau C Tél.: #3378 Courriel:

2 GCI Matériaux de lingénieur Partie 1 Présentations générales Plan 1.1 Organisation du cours 1.2 La science des matériaux Généralités et exemple Classification des matériaux Propriétés des matériaux Caractérisation des matériaux

3 GCI Matériaux de lingénieur Objectifs du cours Objectifs généraux A) Bonne compréhension des propriétés des matériaux Les ingénieurs utilisent ces matériaux. B) Propriétés des matériaux et microstructure Structures atomique et microscopique C) Attitude d'autonomie face à la compréhension des propriétés et face aux instruments Normes, livres de référence, revues, documentations diverses, etc. 1. Présentations générales

4 GCI Matériaux de lingénieur Objectifs du cours (suite) D) Approche rationnelle du choix des matériaux. Il ne s'agit pas, par ce cours: De rendre les étudiants spécialistes du choix des matériaux ni de leur fournir une connaissance encyclopédique sur les matériaux. Il s'agit: Inciter à baser leur raisonnement sur les propriétés des matériaux requises en fonction des conditions d'utilisation. 1. Présentations générales

5 GCI Matériaux de lingénieur 1.2 La science des matériaux Généralités et exemples * Tous les ingénieurs utilisent des matériaux. * La plupart des progrès technologiques ont été obtenus grâce à lévolution des matériaux. * La science des matériaux : étude des relations entre... - lorganisation de la matière à léchelle atomique - la microstructure - les propriétés des matériaux 1. Présentations générales

6 GCI Matériaux de lingénieur * Lutilisation des différents types de matériaux dépend - des propriétés - de la disponibilité - du coût - de la compatibilité avec lenvironnement Aussi de limportance des travaux * Exemple : route, centrale nucléaire 1.2 La science des matériaux Généralités et exemples (suite) 1. Présentations générales

7 GCI Matériaux de lingénieur 1. Présentations générales Exemple dun mauvais choix de matériaux: incompatibilité chimique entre le granulat et le ciment

8 GCI Matériaux de lingénieur 1.2 La science des matériaux Classification des matériaux * 3 groupes principaux - les métaux - les céramiques - les polymères * et un 4e - les matériaux composites 1. Présentations générales À lire section 1.2 du livre

9 GCI Matériaux de lingénieur Vocabulaire Matériaux anisotropes - les propriétés sont fonction de la direction ex. bois, roches sédimentaires, fibres de verre Matériaux orthotropes - les propriétés sont définies selon trois axes ex. laminés Matériaux isotropes - les propriétés sont les mêmes dans toutes les directions ex. acier, béton 1. Présentations générales 1.2 La science des matériaux Propriétés des matériaux

10 GCI Matériaux de lingénieur Vocabulaire Contrainte Déformation 1. Présentations générales 1.2 La science des matériaux Propriétés des matériaux

11 GCI Matériaux de lingénieur * Contrainte * Déformation 1. Présentations générales

12 GCI Matériaux de lingénieur Rappel Loi de Hooke Courbe de contrainte/déformation Domaine élastique Domaine plastique 1. Présentations générales 1.2 La science des matériaux Propriétés des matériaux

13 GCI Matériaux de lingénieur Relation contrainte-déformation Dans le domaine élastique linéaire, le module de Young (E) est donné par la loi de Hooke: = E 1. Présentations générales

14 GCI Matériaux de lingénieur Vocabulaire Résistance Rigidité FragilitéDuctilité Coefficient de Poisson 1. Présentations générales 1.2 La science des matériaux Propriétés des matériaux

15 GCI Matériaux de lingénieur Le module de Young est aussi connu sous le nom de module élastique ou encore sous le terme de rigidité. Il représente laptitude dun matériau à se déformer de façon élastique sous laction dune contrainte. Sa valeur est proportionnelle à lintensité des liaisons atomiques. 1. Présentations générales

16 GCI Matériaux de lingénieur * Comportements observés fragile ductile élastique non-linéaire 1. Présentations générales

17 GCI Matériaux de lingénieur * Coefficient de Poisson z 1. Présentations générales

18 GCI Matériaux de lingénieur * Méthodes de caractérisation - analyse chimique - microscopie (optique, électronique) - diffraction des rayons X * Paramètres microstructuraux - composition chimique - arrangement atomique - morphologie, taille Aspects microscopiques 1. Présentations générales 1.2 La science des matériaux Caractérisation des matériaux

19 GCI Matériaux de lingénieur Mécaniques - traction - compression - flexion - dureté - fatigue... Aspects macroscopiques Physiques - dilatation - conductibilité - résistance aux radiations... Chimiques - corrosion - oxydation - réduction - solubilité... * Méthodes de caractérisation ( ESSAIS) 1. Présentations générales Caractérisation des matériaux

20 GCI Matériaux de lingénieur Mécaniques - résistance - module - déformation - coefficient de poisson... Aspects macroscopiques Physiques - résistivité électrique - conductibilité thermique - perméabilité magnétique... Chimiques - enthalpie - électroné- gativité - énergie de liaison... * Paramètres 1. Présentations générales Caractérisation des matériaux


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