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6ème MATERIAUX Fiche Connaissances LES DIFFERENTES FAMILLES DE MATERIAUX CE QUE

6ème MATERIAUX Fiche Connaissances LES DIFFERENTES FAMILLES DE MATERIAUX CE QUE JE DOIS RETENIR… COMPÉTENCES : NIVEAU D’ACQUISITION : - Repérer à quelle famille appartient un matériau 1 - Identifier la relation entre solution technique, matériau et procédé de réalisation. 1 - Reconnaître, nommer les matériaux par familles en indiquant leur aptitude au façonnage, corrosion, impact sur environnement. 1 On appelle matériau toute matière entrant dans la fabrication d’objets techniques (vélo, trottinette,…) ou dans la construction d’ouvrage (pont, bâtiment, …). Attention ne pas confondre avec matériel (outils, machines). Un matériau est une substance, une matière généralement destinée à être mise en forme grâce à des matériels. I. ORIGINE DES MATERIAUX : On peut classer les matériaux à partir de leur origine, en trois catégories : - Les matériaux d’origine végétale : Bois, coton, caoutchouc (à base de sève de l’hévéa), - Les matériaux d’origine animale : Cuir, ivoire (corne de l’éléphant), - Les matériaux d’origine minérale : Tous les métaux, la pierre, le ciment, le carbone,… Par contre les composites et les alliages sont des associations de ces trois familles. II . FAMILLES DE MATERIAUX : De façon courante, on classe les matériaux par famille, une famille de matériaux étant un ensemble de matériaux dont les propriétés sont semblables. A. LES ORGANIQUES : - d’origine végétale : qui proviennent essentiellement des plantes : bois, écorce, laine, fibre ; Ce sont des matériaux naturels très utilisés et biodégradables. - d’origine animale : corne, cuir,… B. LES METAUX ET LEURS ALLIAGES :  Les métaux sont des éléments naturels. On les trouvent à partir des minéraux, parfois à partir de métal (pépites d’or). Ce sont de très bons conducteurs du courant électrique et de chaleur. Ils s’oxydent.Une fois triés, ils peuvent être facilement recyclés. Ex : Acier, fonte, cuivre, aluminium, zamack, or, argent, plomb, zinc, … CLASSE : GROUPE : NOM : 618331740.doc 11/10/2022 Page 1 sur 5 Une roue dentée en acier, une jante en aluminium, des raccords de plomberie, des câbles électriques en cuivre , …  Les alliages de métaux : En incorporant à un métal un ou plusieurs autres métaux, ou des éléments non métalliques, on forme des alliages. Les métaux les plus courants permettent de distinguer 2 familles : Les alliages ferreux, et les alliages non ferreux (le zamac, le laiton, le bronze,...) Acier (fer + carbone) Bronze (cuivre + étain) Zamac (zinc + alu + magnésium) C. LES CERAMIQUES et les VERRES : Ce sont les matériaux les plus anciennement utilisés par l'homme. - Les céramiques : sont très dures, très rigides, résistent à la chaleur, à l'usure et à la corrosion, mais elles sont très fragiles. ex : terre cuite, porcelaine, plâtre, verre, ciment ... Briques en terre cuite - Le verre : est un mélange de sable, de soude et de calcaire. Ce mélange est broyé et chauffé à 1500°C. Le verre sert à fabriquer des bocaux, des bouteilles et autres récipients. Le verre est collecté car il peut être réemployé ou recyclé. (Son recyclage est cependant très polluant, comme sa fabrication). D . LES PLASTIQUES : Les objets relevant du thème des transports comportent souvent certains éléments fabriqués à partir de matières plastiques ; Ce sont des matériaux synthétiques : Ils n'existent pas dans la nature. Ils sont créés à partir de matières dérivées du pétrole. Ce sont de mauvais conducteurs de chaleur et d'électricité (Isolants) Les plastiques se classent en deux grandes catégories : - les thermoplastiques : soumis à l’action de la chaleur, ils arrivent à une phase pâteuse, puis, lors de la solidification, le matériau retrouve son état initial. Déformables à chaud, ils peuvent être refondus et réutilisés (PVC, plexiglass, polystyrène etc…) - les thermodurcissables : soumis à l’action de la chaleur ils subissent une transformation chimique interne irréversible qui durcit définitivement la matière. Ils sont donc considérés comme indéformables à chaud, ils sont moulés une fois pour toute, on ne peut plus les déformer (epoxy (circuits implimés), bakélite etc...) E . LES COMPOSITES : Le composite est une association de matériaux des précédentes familles, ces matériaux sont juxtaposés (à l’inverse des alliages ces matériaux ne se mélangent pas) ; CLASSE : GROUPE : NOM : 618331740.doc 11/10/2022 Page 2 sur 5 (carton+plastique+aluminium pour les briques de lait, plastique + fibre de verre pour les planches de ski.) L’utilisation et la fabrication des objets a une action sur l’environnement. C’est pourquoi, des contraintes sont imposées aux fabricants et intégrées dès la conception des objets : COMPÉTENCES : NIVEAU D’ACQUISITION : - Reconnaître, nommer les matériaux par familles en indiquant leur aptitude au façonnage, corrosion, impact sur environnement. 1 - Mettre en relation choix matériau et capacité de recyclage ou de destruction 1 Dans tous les objets qui nous entourent, il y a souvent plusieurs matériaux différents. Pourquoi ne pas utiliser le même ? Tout simplement parce que les matériaux ne se comportent pas tous de la même façon. On choisira le matériau le mieux adapté en fonction de ce que l’on attend de chaque partie de l’objet . Exemple : Exemples de propriétés : Propriétés Définitions Dureté Résistance au marquage (empreintes, rayures…) Masse volumique Quantité de matière par unité de volume (kg/m3) Plasticité Aptitude d’un matériau à subir des déformations à chaud ou à froid par choc ou par pression, sans enlèvement de matière. CLASSE : GROUPE : NOM : 618331740.doc 11/10/2022 Page 3 sur 5 Thermo plasticité Déformation à la chaleur Conductibilité thermique Capacité à conduire la chaleur ou le froid Conductibilité électrique Capacité à conduire le courant électrique (conducteur ou isolant) Oxydabilité Résiste ou non à la corrosion (à l’eau, à l’air, aux produits chimiques) Recyclage Aptitude à être réutilisé (avec valorisation ou destruction). Autres critères qui entrent en compte lors du choix des matériaux : Leur prix, leur aspect,… Par exemple, on choisira de l’aluminium, pour le cadre du vélo, dans le cas où l’on souhaite un gain de poids car ce métal est très léger… En revanche, il est plus cher. Matériaux et environnement : L’utilisation et la fabrication des objets a une action sur l’environnement. C’est pourquoi, des contraintes sont imposées aux fabricants et intégrées dès la conception des objets : Les objets fabriqués doivent être détruits, réutilisés tels quels ou recyclés sous d’autres formes. - Les matières plastiques sont les matériaux les plus difficiles à éliminer, car leur dégradation naturelle est lente. Ils dégagent des gaz dangereux pour la nature et par inhalation pour l’homme, lorsqu’ils sont brûlés ! - A l’exception des métaux et du verre, les autres matériaux se recyclent difficilement. - Le recyclage des objets usagés est un des enjeux majeurs du siècle à venir ! En conclusion, comment se fait le choix d’un matériau ? Je prends en compte 3 points importants: -ses propriétés -son aptitude au façonnage -sa capacité à être recyclé CLASSE : GROUPE : NOM : 618331740.doc 11/10/2022 Page 4 sur 5 Je cherche un matériau pour une solution technique Cadre de VTT de compétition Il faut qu’il soit : -solide -léger -facile à mettre en forme -facile à recycler Je choisi un matériau : Acier Aluminium Choix du matériau : -…………………….. Câbles électrique Il faut qu’il soit : -Conducteur -facile à mettre en forme : ductile -facile à recycler Je choisi un matériau : Acier Aluminium Cuivre Exercices : Indique la propriété qui est retenue pour chaque matériau en te servant de la liste de mots ci-dessous : Dureté, masse volumique, plasticité, transparence. Matériaux Propriété retenue 1 Selle plastique mousse 2 Poignée caoutchouc 3 Cadre aluminium 4 Pédalier acier CLASSE : GROUPE : NOM : 618331740.doc 11/10/2022 Page 5 sur 5 Matériaux Propriété retenue 1 Pneu caoutchouc 2 Par-choc plastique PVC 3 Jante acier 4 Vitres Choix du matériau : -…………………….. 3 2 1 4 1 4 2 1 3 uploads/Ingenierie_Lourd/ les-materiaux-prof.pdf