Jean-Eric Masse, Laurent Barrallier
Les matériaux sont omniprésents dans notre quotidien. Il n’est pas de
structures, d’infrastructures sans matériaux. Il n’est pas de transport ni de
production d’énergie sans matériaux. Les matériaux occupent une place
fondamentale dans l’activité économique mondiale et sont également l’objet
d’une attention particulière de la part des acteurs du monde de la recherche qui
n’ont de cesse de les améliorer, de les adapter et de les optimiser pour
répondre aux exigences technologiques, environnementales et sociétales
croissantes. Le cours, destiné aux élèves-ingénieurs de première année,
présente les fondements de la science des matériaux cristallins, utiles à
l’ingénieur généraliste.
Les matériaux jouent un rôle clef dans la
conception, la réalisation et l'utilisation des produits manufacturés. Ce cours
vise à faire acquérir aux élèves ingénieurs les compétences indispensables dans
le domaine des matériaux, préférentiellement les matériaux dits "de
structure", c'est-à-dire utilisés pour leurs propriétés mécaniques.
Connaissances de base sur la description atomique de la matière (de niveau
terminale option PC).
À l’issue de sa formation, l’ingénieur ENSAM PIS Mécanique sera capable, en ce qui concerne les disciplines des Matériaux :
· de décrire et prévoir la microstructure d’un matériau dans des conditions d’équilibre et hors-équilibre thermodynamique
· d’identifier les mécanismes physiques qui gouvernent le comportement thermomécanique et l’endommagement des matériaux et choisir des modèles de comportement appropriés
· de choisir une technique de caractérisation mécanique ou microstructurale adaptée au matériau afin d’expliquer son comportement macroscopique
· de proposer une séquence de traitements permettant de modifier de façon contrôlée les propriétés mécaniques d’une pièce afin de faciliter sa fabrication et/ou respecter un cahier des charges
· de citer les différents traitements (traitements thermiques, traitements de surface, traitements thermomécaniques) tout en rappelant leurs objectifs
Organisation structurale de la matière (cristallographie, défauts, liaisons, Famille de matériaux, rayon X).
Caractérisation des matériaux (essais mécaniques, microscopie).
Transformation de phase à l’équilibre (solidification, diffusion, diagrammes de phases).
Comportement des matériaux (élasticité, plasticité, mécanismes de durcissement, écrouissage, adoucissement, effet de la température, restauration, recristallisation, effet visqueux, calibration de modèle).
Endommagement des matériaux (mécanique de la rupture, fatigue, corrosion, fluage).
Traitements des matériaux (thermiques, mécaniques, thermomécaniques, de surface).
ASHBY Michael F., JONES David R. H. Matériaux
1 : Propriétés, applications et conception.
Dunod, 2020.
ASHBY Michael F., JONES David R. H. Matériaux
2 : Microstructures et procédés de mise en œuvre. Dunod, 2014.
DORLOT Jean-Marie, BAILON Jean-Paul. Des
Matériaux. École Polytechnique de Montréal, 2002.
MAEDER Gérard, BARRALIS Jean. Précis de métallurgie. AFNOR,
Nathan, 2005.
GOURGUES-LORENZON Anne-Françoise, HAUDIN Jean-Marc. Matériaux pour l’ingénieur.
Presses des Mines, 2010. (ebook)
Cours et exercices dirigés.
Examens écrits