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GCI 116
Matériauxde l’ingénieur
ProfesseurPatrice Rivard
Bureau C2-2048Tél.: 821-8000 #3378Courriel: [email protected]
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Partie 1
Présentationsgénérales
Plan1.1 Organisation du cours1.2 La science des matériaux
1.2.1 Généralités et exemple1.2.2 Classification des matériaux1.2.3 Propriétés des matériaux1.2.4 Caractérisation des matériaux
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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
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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
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1.2 La science des matériaux1.2.1 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
1. Présentations générales
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* 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
1.2 La science des matériaux1.2.1 Généralités et exemples (suite)
1. Présentations générales
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r1. Présentations générales
Exemple d’un mauvais choix de matériaux: incompatibilité chimique entre le granulat et le ciment
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1.2 La science des matériaux1.2.2 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
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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 matériaux1.2.3 Propriétés des matériaux
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Vocabulaire
• Contrainte
• Déformation
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1.2 La science des matériaux1.2.3 Propriétés des matériaux
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* Contrainte
* Déformation
1. Présentations générales
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Rappel
• Loi de Hooke
• Courbe de contrainte/déformation
• Domaine élastique
• Domaine plastique
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1.2 La science des matériaux1.2.3 Propriétés des matériaux
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Relation contrainte-déformation
Dans le domaine élastique linéaire, le module de Young (E) est donné par la loi de Hooke: = E
1. Présentations générales
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Vocabulaire
• Résistance
• Rigidité
• Fragilité Ductilité
• Coefficient de Poisson
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1.2 La science des matériaux1.2.3 Propriétés des matériaux
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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.
1. Présentations générales
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* Comportements observés
fragile ductile élastiquenon-linéaire
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* Coefficient de Poisson
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z
y
z
z
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* 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 matériaux1.2.4 Caractérisation des matériaux
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r 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
1.2.4 Caractérisation des matériaux
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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
1.2.4 Caractérisation des matériaux
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