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Réalisé par : nouh lamsiah Encadré par : moustafa tofah EXPOSE : DES MATERIEAUX

Réalisé par : nouh lamsiah Encadré par : moustafa tofah EXPOSE : DES MATERIEAUX ET SES ALLIAGES ALLIAGES DE QUELQUES METEAUX :  ALuminium L’aluminium est un métal bien connu, car il est présent dans beaucoup d’objets que nous manipulons quotidiennement : canettes, etc. Ses propriétés font qu’il est également très intéressant pour des applications industrielles dans les secteurs automobiles, aéronautiques … où il intervient dans des alliages. Dans cette fiche, nous proposons de nous focaliser sur cet élément chimique. Nous commencerons par une description rapide de l’aluminium et de ses propriétés physico-chimiques. Ensuite, nous indiquerons comment le métal aluminium est produit à partir de minerais. Après, nous indiquerons les diverses applications de l’aluminium, de ses alliages et de ses composés. Prérequis : La production de l’aluminium repose sur des processus chimiques. D’autre part, les utilisations de l’aluminium tirent surtout profit de ses propriétés mécaniques. En conséquence, les notions scientifiques abordées dans ce document concernent surtout la chimie et la physique des matériaux. Toutefois, cette fiche reste accessible à un large public L’élément chimique aluminium est abondant dans l’écorce terrestre. Par contre, puisqu’il s’oxyde facilement en présence de dioxygène, la quasi-totalité de l’aluminium que l’on trouve dans la Nature est oxydée, principalement sous forme d’alumine Al2O3 . L’alumine est particulièrement présente dans une roche du nom de bauxite. Cette appellation vient du fait qu’elle fut découverte dans le village de Baux-de-Provence (Bouches du Rhône, France), en 1822. La coloration rouge de cette roche est due aux oxydes de fer qu’elle contient également. La bauxite est le minerai le plus utilisé pour produire de l’aluminium .  Cuivre Son esthétique et son coût très inférieur à celui de l’or et de l’argent le rendent très vite incontournable pour la fabrication de bijoux ou de statues. Ainsi, le Colosse de Rhodes dans l’Antiquité ou la statue de la Liberté utilisent tous deux la même technique de plaques de cuivre fixées sur une armature (en bois pour le colosse de Rhodes ou en fer pour la statue de la Liberté). Les caractéristiques mécaniques de ces alliages, en particulier du bronze, font que les premières armes ont été réalisées avec ce métal jusqu’à ce que les progrès techniques permettent d’obtenir du fer (puis de l’acier). Néanmoins, les canons resteront en bronze jusqu’à la guerre de 1870 durant laquelle les canons prussiens en acier Krupp ont montré leur supériorité sur les canons français en bronze. La tenue à la corrosion des alliages de cuivre a été mise à profit pour la réalisation des premiers instruments scientifiques tels que boussoles, chronographes, sextants, ou autres pièces métalliques des navires. Les propriétés anti-biofouling du cuivre sont mises à profit dès le 17ème siècle. Les navires en bois étaient alors « taraudés » par le taret (mollusque bivalve s’attaquant au bois dans l’eau de mer). L’apposition de plaques de cuivre a permis ainsi de prolonger la durée de vie des coques sous réserve cependant de ne pas utiliser de clous en fer pour les fixer.  Le superalliage Un superalliage ou alliage à haute performance est un alliage métallique présentant une excellente résistance mécanique et une bonne résistance au fluage à haute température (typiquement 0,7 à 0,8 fois sa température de fusion), une bonne stabilité surfacique ainsi qu'une bonne résistance à la corrosion et à l'oxydation. Les superalliages présentent typiquement une structure cristalline cubique à faces centrées de type austénitique. Les éléments d'alliages à la base d'un superalliage sont le plus souvent le nickel, le cobalt et le fer, mais aussi le titane et l'aluminium. Le développement des superalliages s'est appuyé à la fois sur des innovations dans les domaines de la chimie et des processus de fabrication, réalisées dans les domaines de l'aérospatial et de l'énergie. Les superalliages trouvent leurs applications habituelles dans les turbines des moteurs d'avion (aubes de turbine des veines chaudes des turboréacteurs), les turbines à gaz, ou les turbines de l'industrie marine. Comme exemples de superalliages, on peut citer : Hastelloy, Inconel, Waspaloy, Rene alloys (notamment Rene 41, Rene 80, Rene 95), Haynes alloys, Incoloy, MP98T, TMS alloys, Phynox, stellite, Carboloy, et les alliages monogranulaires CMX. Dans ses centres de recherche tels que l'ONERA, la France a développé divers superalliages comme les alliages de la série AM (AM1…) utilisés dans le moteur du chasseur Rafale. Le polymere Le terme polymère désigne une molécule de masse moléculaire élevée généralement organique ou semi-organique. Une macromolécule constituée d'un enchaînement d'un grand nombre d'unités de répétition, d'un ou de plusieurs monomères, unis les uns aux autres par des liaisons covalentes. Ainsi l'amidon ou les protéines sont-ils des polymères, au même titre que la soie ou le bois sont constitués de polymères. Les matériaux thermoplastiques, thermodurcissables et élastomères comptent également parmi les polymères. Et les matrices polymères sont beaucoup utilisées dans les matériaux composites. La laine de verre est un matériau isolant thermique de consistance laineuse obtenu par fusion à partir de sable et de verre recyclé (calcin). Elle a été inventée en 1938 par Russell Games Slayter pour la société Owens-Corning. Depuis, elle est utilisée abondamment pour l’isolation thermique, l'isolation phonique et la protection incendie de tous types de bâtis. Les matières plastiques couvrent une gamme très étendue de matériaux polymères synthétiques ou artificiels. On peut observer aujourd'hui sur un même matériau des propriétés qui n'avaient jamais auparavant été réunies, par exemple la transparence et la résistance aux chocs. Les textiles (fils et fibres) ainsi que les élastomères ne sont pas des matières plastiques proprement dites. Un élastomère est un polymère présentant des propriétés « élastiques », obtenues après réticulation. Il supporte de très grandes déformations avant rupture. Le terme de « caoutchouc » est un synonyme usuel d'élastomère. Les matériaux élastomères tels les pneumatiques sont souvent à base de caoutchouc naturel (sigle NR) et de caoutchouc synthétique (coupage). Le caoutchouc naturel est resté longtemps le seul élastomère connu. En 1860, le chimiste anglais Charles Hanson Greville Williams montra que ce matériau est un polyisoprénoïde. Le premier brevet sur la fabrication d'un élastomère synthétique a été déposé le 12 septembre 1909 par le chimiste allemand Fritz Hofmann. En toute rigueur, les élastomères ne font pas partie des matières plastiques. Le ceramiques Une céramique est un objet en argile cuite. La céramique est le matériau, ou bien la technique qui permet de le confectionner. Par extension, de nombreux matériaux contemporains non métalliques et inorganiques entrent dans le champ des céramiques techniques. Le verre ordinaire est composé majoritairement de . Il a une structure amorphe, c'est-à- dire qu’il n’y a pas d’arrangement régulier des atomes comme dans un cristal. Le verre ordinaire est dur, cassant, isolant électrique. Il est quasi-inerte chimiquement. L’acide fluorhydrique HF peut toutefois le dissoudre. Sa masse volumique est . Son module de Young (fiche sur les matériaux composites) est , un peu plus faible que celui de l’aluminium. Le verre est aussi transparent, grâce à sa structure amorphe ; son indice optique est d’environ 1,5. Les abrasifs ou médias abrasifs sont des ingrédients de la tribofinition. Ils sont souvent à base céramique ou polyester. Leur forme est très variable et comprend principalement des cylindres coupe droite ou en biais, des triangles coupe droite ou en biais, des billes, des cônes, des pyramides, des tristars... Ces médias abrasifs permettent de mécaniser des opérations d'ébavurage ou de polissage et d'apporter un traitement à la fois très uniforme et surtout constant, même sur des séries de pièces très importantes.. Les équipements utilisés sont soit des vibrateurs (circulaires ou linéaires), soit des centrifugeuses satellitaires à axe oblique (mouvement planétaire avec axe oblique) ; ces équipements constituent les dernières évolutions techniques grâce à la combinaison d'une très haute énergie de travail et de mouvements très complexes. La céramique technique est une branche de la science des matériaux traitant de la science et de la technologie de matériaux minéraux non métalliques ayant des applications industrielles ou militaires. Elle se distingue radicalement des créations artisanales (poterie) ou artistiques (céramique d'art) ainsi que des porcelaines à usage domestique. Cette discipline traite notamment de la recherche et du développement de céramiques présentant les propriétés physiques particulières, ce qui recouvre la purification de la matière première, l'étude et la production des composés chimiques nécessaires à la production du matériau fini, leur formation dans les constituants, et l'étude de leur structure, de leur composition et de leurs propriétés physiques et chimiques. Ces matériaux sont par exemple des oxydes, comme l'alumine Al2O3 et le dioxyde de zirconium ZrO2, des non-oxydes, qui sont souvent des céramiques ultraréfractaires (borures, carbures et nitrures de métaux réfractaires, céramiques renforcées de silicium voire de magnésium), ou encore des céramiques composites, qui sont des combinaisons des deux précédents. uploads/s3/ dernier-expose.pdf