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GCI 116 Matériaux de lingénieur
Professeur Patrice Rivard Bureau
C2-2048 Tél. [phone] Courriel
Patrice.Rivard_at_Usherbrooke.ca
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Partie 1 Présentations générales
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
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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.
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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.
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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 lévolution des matériaux.
• La science des matériaux étude des
  relations entre... - lorganisation de la
  matière à léchelle atomique - la
  microstructure - les propriétés des
  matériaux

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1. Présentations générales
1.2 La science des matériaux 1.2.1 Généralités
et exemples (suite)

• 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

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1. Présentations générales
Exemple dun mauvais choix de matériaux
incompatibilité chimique entre le granulat et le
ciment
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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

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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

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

• Contrainte
• Déformation

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1. Présentations générales

• Contrainte

• Déformation

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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

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1. Présentations générales
Relation contrainte-déformation
Dans le domaine élastique linéaire, le module de
Young (E) est donné par la loi de Hooke ? E?
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1. Présentations générales
1.2 La science des matériaux 1.2.3 Propriétés
des matériaux
Vocabulaire

• Résistance
• Rigidité
• Fragilité Ductilité
• Coefficient de Poisson

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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 laptitude dun matériau
à se déformer de façon élastique sous laction
dune contrainte. Sa valeur est proportionnelle à
lintensité des liaisons atomiques.
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1. Présentations générales

• Comportements observés

élastique non-linéaire
ductile
fragile
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1. Présentations générales

• Coefficient de Poisson

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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

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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 ...
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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 ...