Matériaux de l’ingénieur GCI 116 Professeur Patrice Rivard Bureau C2-2048 Tél.: 821-8000 #3378 Courriel: Patrice.Rivard@Usherbrooke.ca

Présentations générales Partie 1 Plan 1.1 Organisation du cours 1.2 La science des matériaux 1.2.1 Généralités et exemple 1.2.2 Classification des matériaux 1.2.3 Propriétés des matériaux 1.2.4 Caractérisation des matériaux

Objectifs du cours Objectifs généraux 1. Présentations générales 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.

Objectifs du cours (suite) 1. Présentations générales 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.

1.2 La science des matériaux 1.2.1 Généralités et exemples 1. Présentations générales 1.2 La science des matériaux 1.2.1 Généralités et exemples Tous les ingénieurs utilisent des matériaux. La plupart des progrès technologiques ont été obtenus grâce à l’évolution des matériaux. La science des matériaux : étude des relations entre... - l’organisation de la matière à l’échelle atomique - la microstructure - les propriétés des matériaux

Aussi de l’importance des travaux 1. Présentations générales 1.2 La science des matériaux 1.2.1 Généralités et exemples (suite) L’utilisation des différents types de matériaux dépend - des propriétés - de la disponibilité - du coût - de la compatibilité avec l’environnement Aussi de l’importance des travaux Exemple : route, centrale nucléaire

1. Présentations générales Exemple d’un mauvais choix de matériaux: incompatibilité chimique entre le granulat et le ciment

1.2 La science des matériaux 1.2.2 Classification des matériaux 1. Présentations générales 1.2 La science des matériaux 1.2.2 Classification des matériaux À lire section 1.2 du livre 3 groupes principaux - les métaux - les céramiques - les polymères et un 4e - les matériaux composites

1.2 La science des matériaux 1.2.3 Propriétés des matériaux 1. Présentations générales 1.2 La science des matériaux 1.2.3 Propriétés des matériaux 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

1.2 La science des matériaux 1.2.3 Propriétés des matériaux 1. Présentations générales 1.2 La science des matériaux 1.2.3 Propriétés des matériaux Vocabulaire Contrainte Déformation

1. Présentations générales Contrainte Déformation

1.2 La science des matériaux 1.2.3 Propriétés des matériaux 1. Présentations générales 1.2 La science des matériaux 1.2.3 Propriétés des matériaux Rappel Loi de Hooke Courbe de contrainte/déformation Domaine élastique Domaine plastique

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

1.2 La science des matériaux 1.2.3 Propriétés des matériaux 1. Présentations générales 1.2 La science des matériaux 1.2.3 Propriétés des matériaux Vocabulaire Résistance Rigidité Fragilité Ductilité Coefficient de Poisson

1. Présentations générales Le module de Young est aussi connu sous le nom de module élastique ou encore sous le terme de rigidité. Il représente l’aptitude d’un matériau à se déformer de façon élastique sous l’action d’une contrainte. Sa valeur est proportionnelle à l’intensité des liaisons atomiques.

Comportements observés 1. Présentations générales Comportements observés élastique non-linéaire fragile ductile

Coefficient de Poisson 1. Présentations générales Coefficient de Poisson z

1.2 La science des matériaux 1.2.4 Caractérisation des matériaux 1. Présentations générales 1.2 La science des matériaux 1.2.4 Caractérisation des matériaux Aspects microscopiques Méthodes de caractérisation analyse chimique microscopie (optique, électronique) diffraction des rayons X Paramètres microstructuraux composition chimique arrangement atomique morphologie, taille

Aspects macroscopiques 1. Présentations générales 1.2.4 Caractérisation des matériaux Aspects macroscopiques Méthodes de caractérisation (ESSAIS) Mécaniques - traction - compression - flexion - dureté - fatigue ... Physiques - dilatation - conductibilité - résistance aux radiations ... Chimiques - corrosion - oxydation - réduction - solubilité ...

Aspects macroscopiques 1. Présentations générales 1.2.4 Caractérisation des matériaux Aspects macroscopiques Paramètres Mécaniques - résistance - module - déformation - coefficient de poisson ... Physiques - résistivité électrique - conductibilité thermique - perméabilité magnétique ... Chimiques - enthalpie - électroné- gativité - énergie de liaison ...