FICHE D'ÉTUDE - Chapitre 1 : Introduction et caractérisation
des matériaux
1. Choix des matériaux
• Raisons : nouvelles exigences, amélioration, réduction des coûts.
• Critères : Fonctionnels (performance, durée de vie), Technologiques (usinabilité, soudabilité), Économiques (coût,
dispo), Sociaux (environnement, éthique).
• Types : Polymères, Métaux, Céramiques, Semi-conducteurs.
2. Contraintes et déformations
• Contrainte normale σ = F/S
• Cisaillement τ = Ft/S
• Déformation ε = ∆L/L0
• Cisaillement γ = tan(θ) ≈ ∆L/L0
• Volumique ∆ = ∆V/V0
3. Essais mécaniques
Traction : σ = F/S ; ε = ∆L/L0
• E (Module d’Young) = rigidité
• ν (Poisson) = -εx/εz
• Limite d’élasticité σe, Résistance Rm, Rupture σrup
• A% = allongement rupture
Dureté : Brinell (HB), Vickers (HV), Rockwell (HR).
Compression : surtout pour matériaux fragiles.
Flexion : contrainte à rupture (3 ou 4 points).
4. Propriétés avancées
• Résilience : résistance aux chocs
• Fluage : charge constante
• Fatigue : charges variables
• Autres : Formabilité, Soudabilité, Usinabilité
5. Microstructure
• Microscope optique : résolution ~0,2 µm
• MEB : ~20 nm
• MET : ~0,2 nm
• Exemple : diagramme Fe-C (Ferrite, Austénite, Cémentite).
6. Lois essentielles
• Loi de Hooke : σ = E ε
• Relation cisaillement : G = E / [2(1+ν)]
• Dilatation thermique : ε = α ∆T
Symbole
Signification
σ (MPa)
Contrainte
ε (%)
Déformation
E (GPa)
Module d’Young
τ (MPa)
Contrainte de cisaillement
Re0,2
Limite conventionnelle d’élasticité
A%
Allongement rupture
G
Module de cisaillement
ν
Coefficient de Poisson
α
Coeff. dilatation thermique