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.
Connaissances de base sur la description atomique de la matière (de niveau terminale option PC).
A l'issue de l'UE, l'étudiant doit être capable de faire le lien entre le type de matériau et ses propriétés macroscopiques, microscopiques, physiques et mécaniques.
En particulier il doit être capable de :
- Classer la matière selon sa structure atomique.
- Faire une distinction entre les alliages métalliques, les polymères (et éventuellement les composites) en termes de description microstructurale ainsi que propriétés physiques et mécaniques.
- Faire un choix d’essai macroscopique ou microscopique pour caractériser un matériau.
- Qualifier les phases métallurgiques à l’équilibre (en particulier pour les aciers, les fontes et les alliages d’aluminium).
- Principales familles de matériaux en fonction de leurs propriétés physiques et mécaniques.
- Description de la microstructure d’un matériau à l’équilibre thermodynamique : structure atomique, état amorphe/cristallin, définition des phases et des constituants, défauts à l’état solide.
- Phénomènes liés aux transformations de microstructures : germination, diffusion, précipitation, diagramme d’équilibre binaire.
- Mécanismes physiques qui gouvernent le comportement mécanique des matériaux.
- Techniques de caractérisation macroscopiques et microstructurales.
- Choix des matériaux.
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, exercices dirigés et travaux pratiques.
La note finale résulte de trois évaluations : un test intermédiaire d'une durée de 45 minutes (30%), une note de travaux pratiques (30%) et un test final d'une durée de 100 minutes (40%). Les documents et la calculette sont autorisés pour les tests.