Matériaux pour l'ingénieur

Les matériaux jouent un rôle clé dans la conception, la réalisation et l'utilisation des produits manufacturés et les avancées technologiques n'ont souvent été possibles que par des progrès dans les matériaux associés. Le cours vise à faire acquérir aux futurs ingénieurs les compétences indispensables dans le domaine des matériaux. Etant donnée la diversité des applications des matériaux, le propos a été orienté préférentiellement vers les matériaux dits «de structure», c'est-à-dire utilisés pour leurs propriétés mécaniques. L'ouvrage expose les éléments nécessaires pour comprendre comment un composant ou une pièce de structure est réalisé, avec quels matériaux et pourquoi, et comment l'ingénieur choisit et maîtrise les matériaux employés. Cet objectif est décliné de la manière suivante : ■ Familiariser le lecteur avec les différents types de matériaux (métalliques, polymères, céramiques, composites...) et les concepts associés (élaboration, propriétés, conditions de mise en forme, cycles de vie, limitations...), les problèmes de choix, de disponibilité... ■ Insister sur la compréhension des mécanismes physiques sans oublier l'approche plus pragmatique de l'ingénieur de bureau d'études. ■ Afin d'ouvrir le lecteur vers des applications pratiques, une large part est accordée aux chapitres sous forme d'exercices, dont le corrigé détaillé est donné en fin d'ouvrage. Jacques Besson Noëlle Billon Sabine Cantournet Yvan Chastel Anne-Françoise Gourgues-Lorenzon Jean-Marc Haudin Bernard Monasse Loeiz Nazé Extrait du livre : Dans ce chapitre nous aborderons l'élaboration de l'ensemble des matériaux, sauf celle des polymères qui fera l'objet du chapitre suivant. Après un rappel de quelques éléments historiques utiles, nous décrirons quelques procédés de mise en oeuvre des matériaux. Dans un deuxième temps, on abordera d'un point de vue quantitatif deux «piliers» de l'élaboration, mais aussi des transformations en phase solide (et donc de l'obtention des microstructures) : la thermodynamique et la cinétique appliquées aux matériaux, qui feront également l'objet d'une séance de travaux dirigés (double chapitre V-VI). Les quelques dates rappelées ci-dessous montrent que l'évolution des techniques est étroitement liée à la découverte et à la production de masse de nouveaux matériaux : le rail de chemin de fer est produit en masse par le convertisseur Bessemer, les circuits intégrés font appel aux monocristaux, le béton que nous connaissons aujourd'hui n'existerait pas sans le ciment Portland, etc. Toutes les familles de matériaux sont concernées par une concurrence de plus en plus vive (qu'on pense à la concurrence entre béton, bois, verre et métal dans le bâtiment) et une diversification croissante (il existe à ce jour plus de 3000 nuances d'aciers, dont la moitié n'existait pas il y a cinq ans). -8000Briques en boue et argile ; apparition de la poterie : vaisselle en céramique (Proche-Orient) -8000Martelage du cuivre natif en Asie : débuts de la métallurgie -5000Mortier pour joints de briques en bitume ; travail de la laine (textile) -4000Bronze fondu (Orient) (vers -3500 en Egypte et - 1800 en Europe) -3500Premières utilisations du plomb (conduites) -3000Objets en verre (-2500 : perfectionnement par les Egyptiens) -2500Débuts de la sidérurgie (Orient) (>1100°C) -1700Première apparition de l'acier (Hittites) -1000Mortier de chaux et chaux hydraulique -300Aciers dits «de Damas» obtenus par fusion -250Parchemin (Pergame)