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Technologie de base (2èmest) Dr. CHARGUI Fouzia PROGRAMME Chapitre I. Matériaux

Technologie de base (2èmest) Dr. CHARGUI Fouzia PROGRAMME Chapitre I. Matériaux  Métaux et alliages et leurs désignations  Matières plastiques (polymères)  Matériaux composites  Autres matériaux Chapitre II. Procédés d’obtention des pièces sans enlèvement de matière  Moulage, Forgeage, estampage, Laminage, Tréfilage, extrusion….  Découpage, pliage et emboutissage, etc...  Frittage et métallurgie des poudres  Profilés et Tuyaux (en acier, en aluminium) Chapitre III. Procédés d’obtention des pièces par enlèvement de matière  Tournage, fraisage, perçage ; ajustage, etc... Chapitre IV. Techniques d'assemblage  Boulonnage, rivetage, soudage, etc.... Références bibliographiques  Manuel de technologie mécanique, Guillaume SABATIER, et al Ed. Dunod.  Memotech: productique matériaux et usinage BARLIER C. Ed. Casteilla  Sciences industrielles MILLET N. ed. Casteilla  Memotech: Technologies industrielles BAUR D. et al , Ed. Casteilla  Métrologie dimensionnelle CHEVALIER A. Ed. Delagrave  Perçage, fraisage JOLYS R et LABELL R. Ed. Delagrave  Guide des fabrications mécaniques PADELLA P. Ed. Dunod  Technologie : première partie, Bensaada S et FELIACHI d. Ed. OPU Alger Technologie de base (2ème st) : Chapitre I Dr. CHARGUI Fouzia CHAPITRE I : LES MATERIAUX I.1. INTRODUCTION ET HISTORIQUE : Le rôle des matériaux dans le développement des civilisations est très important. Ils sont à la base de toutes les mutations technologiques que nous connaissons. En effet le choix d’un matériau pour une application donnée dépend non seulement de sa fonctionnalité mais aussi d’autres paramètres importants tels que le coût de fabrication, ses effets sur l’environnement, la disponibilité des matières premières et la possibilité de recyclage. Avant 8000 ans, l'homme découvrit que l'argile durcissait au feu. Cette première transformation d'un matériau naturel en un matériau aux propriétés nouvelles, marquait le début de la technologie des matériaux. Pour satisfaire ses besoins, l’homme n’a pas cessai la recherche des nouveaux matériaux ; donc il a découvert l’or comme étant le premier métal, ensuite par fusion d’un mélange de cuivre avec du minerai d’étain en Mésopotamie il a obtenu le bronze (alliage). Durant le vingtième siècle, d’autres alliages spéciaux ainsi que des matériaux non métalliques ont connu un développement croissant pour répondre aux besoins industriels du monde. Le développement technologique nous a offert aujourd’hui une grande diversité de matériaux (alliages métalliques, polymère, matériaux composites, céramiques,…) participe à nos besoins sociaux (habitat, transport, habillement, communication, loisirs,…). I.2. DEFINITIONS : I.2.1. LA MATIERE : La matière constitue tout ce qui possède une masse et occupe de l’espace ; elle représente l’ensemble des objets et composés, naturels ou synthétiques de l’univers. La matière peut se présenter selon la forme solide, liquide ou gazeuse. Le passage d’un état à un autre se réalise sous l’effet de la température ou de la pression ou les deux ensembles. L’organisation spatiale des atomes diffère d’un état à un autre. La matière est constituée de différentes sortes d’atomes en liaison. A travers ces liaisons, les atomes tendent à adopter des structures électroniques stables (gaz rares) ou non ; La nature de la liaison dépend des structures électroniques des atomes constituants. Technologie de base (2ème st) : Chapitre I Dr. CHARGUI Fouzia Figure 1 : Changement d’état de la matière en fonction de la température. I.2.2. STRUCTURE : La structure d’un matériau est la façon avec laquelle sont arrangés et ordonnés les éléments constitutifs du matériau et de la matière. L’échelle de grandeur détermine le type de microstructure.  Macrostructure : Structure visible à l’œil nu.  Structure microscopique : Grands groupes d’atomes formant des agglomérats, des grains et des joints de grains.  Structure atomique : Disposition spatiales des atomes et molécules les uns par rapport aux autres.  Structure subatomique : Electrons présents dans chaque atome et leur interaction avec le noyau. Structure atomique Structure subatomique Structure microscopique La manière dont laquelle les atomes et molécules sont arrangés représente la structure cristalline du matériau. La cristallographie est une science qui étudie les cristaux c-a-d la formation, la croissance, la structure interne et extérieure et les propriétés physiques de la matière cristallisée. Technologie de base (2ème st) : Chapitre I Dr. CHARGUI Fouzia I.2. 3. CORPS CRISTALLINS ET CORPS AMORPHES : Un cristal est défini comme étant un corps solide qui a une structure réticulaire et se composant d'atomes arrangés périodiquement dans l’espace répartis suivant les trois directions dans un ordre bien défini. L'absence de structure réticulaire caractérise le corps amorphe. Les corps amorphe sont caractérisés par la disposition désordonné de leurs atomes (comme un liquide).Un corps amorphe n'a pas de forme géométrique naturelle, ils sont assimilés à des liquides figés. L’état cristallin (ordonné) se présente dans le cas de : la plupart des métaux, un grand nombre de matériaux céramiques et dans quelques polymères organiques. L’état amorphe se rencontre dans le cas de : Certaines céramiques telles que les verres minéraux et les phases amorphes, et dans le cas des matériaux organiques (verres organiques, caoutchoucs). Les propriétés des corps cristallin diffèrent énormément de celle des corps amorphes. Les corps amorphes sont caractérisés par les propriétés suivantes :  L'absence d'une température de fusion distinctement déterminée.  L'isotropie (mêmes propriétés dans les différentes directions) notamment les propriétés physiques.  le refroidissement des corps amorphes se traduit par une courbe décroissante et continue. Les corps cristallins sont caractérisés par : Technologie de base (2ème st) : Chapitre I Dr. CHARGUI Fouzia  L’anisotropie (les propriétés physiques ne sont pas les mêmes dans les différentes directions) l'anisotropie peut être constatée à l'échelle macro et microscopique.  Un matériau cristallin peut présenter soit : un monocristal (cristal unique) par ex : cristal de quartz ou un polycristal ou une agglomération (groupement) de petits cristaux (échantillon d'acier).  Les cristaux sont caractérisés par des faces planes, des arêtes rectilignes et des sommets I.3.MATERIAUX : Un matériau est la forme marchande d’une matière première choisie en raison de propriétés d’usage spécifiques et mise en œuvre par des techniques appropriées pour l’obtention d’un objet de géométrie donnée et destiné à fonction prévue. La notion de matériau est donc strictement indissociable de l’'intérêt que peut présenter la substance en question pour l'obtention d'un objet fini. De manière symbolique et courte, un matériau est une matière dont on fait un matériel. Remarque :  Une transformation physique est un changement qui ne modifie pas la nature chimique d’une substance. Il implique simplement un changement dans son état physique  Une réaction chimique transforme une substance en une ou plusieurs substances différentes au moyen d’une modification chimique Le choix des matériaux pour la fabrication des objets dépend de leurs familles des propriétés physiques, chimiques et mécaniques de ces matériaux et de leurs impacts sur l’environnement. I.3.1.CLASSIFICATION DES MATERIAUX : Technologie de base (2ème st) : Chapitre I Dr. CHARGUI Fouzia Les matériaux peuvent être classés en fonction de leurs origines, de leurs structures de leurs natures. I.3.1.1.CLASSIFICATION SELON L’ORIGINE : I.3.1.1.1.LES MATERIAUX NATURELS : Les matériaux naturels sont issus de la nature, ils peuvent être d’origine animale comme le cuivre, d’origine végétale comme le bois et d’origine minérale comme la pierre et l’argile. I.3.1.1.2.LES MATERIAUX ARTIFICIELS : Les matériaux artificiels sont issus de la nature mais ils sont transformés par l’homme avant leurs utilisations. I.3.1.1.3.LES MATERIAUX SYNTHETIQUES : Les matériaux synthétique sont des matériaux crées par l’homme à partir des procédés chimiques. La matière première utilisée dans ces matériaux est issue de la nature. I.3.2.LES PROPRIETES DES MATERIAUX : I.3.2.1.PROPRIETES THERMIQUES : le comportement au feu et la résistance, la dilatation, la fusion, la chaleur spécifique, le pouvoir réfractaire ….etc. I.3.2.2.PROPRIETES MECANIQUES :sont des propriété très importantes pour les matériaux et il sont définis à partir d’un essai mécanique normalisé , et ils sont :la fatigue ,le fluage , la fatigue, la résistance à la torsion ,à la traction ,en compression ……etc. I.3.2. 3.PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUE : l’absorption, le retrait dimensionnel et massique, le gonflement, la perméabilité, la cristallinité, la résistance à la corrosion….etc. I.3.3 FAMILLES DE MATERIAUX : Les matériaux sont classés en 3 grandes familles traditionnelles quel que soit leurs nature (naturel ou artificiels) : la famille des métaux et alliages, la famille des céramiques et la troisième famille c’est celle des polymères .il existe une quatrième classe qui résulte de la combinaison de deux ou plusieurs matériaux appartenant aux trois premières classes traditionnelles qui est la famille des composite. Technologie de base (2ème st) : Chapitre I Dr. CHARGUI Fouzia Figure 2 : Familles de matériaux. Un matériau composite est généralement une combinaison de 2 matériaux non miscibles appartenant à des familles différentes ayant cependant une forte capacité d’adhésion. Les nouveaux matériaux ainsi constitués possèdent des propriétés que l’élément seul ne possède pas. Un matériau est constitué d’une matrice et d’un renfort. Le renfort, sous forme de fibres ou autre forme, constitue l’ossature (squelette) assurant la tenue mécanique. La matrice, sous forme de résine par exemple, assure la cohésion du composite et la retransmission des efforts vers le renfort Technologie de base (2ème st) : Chapitre I Dr. CHARGUI Fouzia Figure 3 : Structure d’un matériau composite. I.3.3.4 METAUX ET ALLIAGES : Un matériau métallique un uploads/Ingenierie_Lourd/ chapitre-i 1 .pdf