Matériaux pour l'ingénieur

Données Générales
Programme Académique	Formation ECAM Arts & Métiers			:
Type d'EC	Cours
Cours : 16h00 TD : 6h00 TP : 8h00 Durée totale : 38h00	Statut : Obligatoire	Période : SEMESTRE 5	Langue d'enseignement : Français

Acquis d'apprentissage
Compétences: - Pouvoir discuter avec les professionnels de la filière matériaux. - Etre capable d'établir ou d'interpréter un cahier des charges de matériau. - Etre capable de comprendre et d'anticiper le comportement thermomécanique des matériaux - Etre capable de pré-dimensionner une pièce pour éviter sa dégradation par rupture brutale - Etre capable de choisir une famille de matériaux adaptée à une application Objectifs généraux: - Connaitre, comprendre et savoir mesurer les propriétés des matériaux, en particulier les propriétés thermomécaniques. - Connaitre les notions d'organisation de la matière et de microstructure des matériaux. - Connaitre les grandes classes de matériaux (propriétés principales, caractéristiques microstructurales, secteurs d'activité). - Appréhender les relations existant entre la microstructure des matériaux, leurs propriétés et les procédés de mise en œuvre. - Savoir identifier la ou les propriétés déterminante(s) pour répondre à un objectif ou une astreinte fonctionnelle d'un cahier des charges

Acquis d'apprentissage

Compétences:
- Pouvoir discuter avec les professionnels de la filière matériaux.
- Etre capable d'établir ou d'interpréter un cahier des charges de matériau.
- Etre capable de comprendre et d'anticiper le comportement thermomécanique des matériaux
- Etre capable de pré-dimensionner une pièce pour éviter sa dégradation par rupture brutale
- Etre capable de choisir une famille de matériaux adaptée à une application

Objectifs généraux:
- Connaitre, comprendre et savoir mesurer les propriétés des matériaux, en particulier les propriétés thermomécaniques.
- Connaitre les notions d'organisation de la matière et de microstructure des matériaux.
- Connaitre les grandes classes de matériaux (propriétés principales, caractéristiques microstructurales, secteurs d'activité).
- Appréhender les relations existant entre la microstructure des matériaux, leurs propriétés et les procédés de mise en œuvre.
- Savoir identifier la ou les propriétés déterminante(s) pour répondre à un objectif ou une astreinte fonctionnelle d'un cahier des charges

Contenu
Cours : - Les apports théoriques se font sous forme de cours magistraux et d'exercices d'application faits en cours ou en auto-formation. Les cours introduisent les principales propriétés des matériaux, les notions d'organisation de la matière et de microstructure des matériaux et présentent les relations microstructures – propriétés – procédés de mise en œuvre. - Contenu du cours : cycle de vie des matériaux; familles de matériaux; propriétés des matériaux ; organisation atomique et microstructure des matériaux ; comportements et propriétés mécaniques des matériaux : élasticité, viscoélasticité, plasticité, rupture ; effet de la température sur les matériaux : dépendance thermique des propriétés, transition vitreuse, transition fragile-ductile, fluage, chocs thermiques. TD : - Les travaux dirigés illustrent et permettent de mettre en application les notions vues en cours. Ils seront centrés sur la comparaison des caractéristiques et propriétés des 3 grandes familles de matériaux, la détermination et la manipulation des propriétés thermomécaniques des matériaux et l'étude de procédé de mise en œuvre. TP : - Les travaux pratiques permettent d'apprendre à mesurer, comparer et interpréter les propriétés thermiques et mécaniques des matériaux

Contenu

Cours :
- Les apports théoriques se font sous forme de cours magistraux et d'exercices d'application faits en cours ou en auto-formation. Les cours introduisent les principales propriétés des matériaux, les notions d'organisation de la matière et de microstructure des matériaux et présentent les relations microstructures – propriétés – procédés de mise en œuvre.

- Contenu du cours : cycle de vie des matériaux; familles de matériaux; propriétés des matériaux ; organisation atomique et microstructure des matériaux ; comportements et propriétés mécaniques des matériaux : élasticité, viscoélasticité, plasticité, rupture ; effet de la température sur les matériaux : dépendance thermique des propriétés, transition vitreuse, transition fragile-ductile, fluage, chocs thermiques.

TD :
- Les travaux dirigés illustrent et permettent de mettre en application les notions vues en cours. Ils seront centrés sur la comparaison des caractéristiques et propriétés des 3 grandes familles de matériaux, la détermination et la manipulation des propriétés thermomécaniques des matériaux et l'étude de procédé de mise en œuvre.

TP :
- Les travaux pratiques permettent d'apprendre à mesurer, comparer et interpréter les propriétés thermiques et mécaniques des matériaux

Prérequis / corequis
Programme PTSI/PT : - Architecture de la matière : Structure de l'atome, Orbitales atomiques, Liaisons chimiques - Architecture de la matière condensée : Modèle du cristal parfait, Métaux et cristaux métalliques, Solides covalents et ioniques - Mesure des propriétés physico-chimiques: Masse, volume, longueur, temps, fréquence - Transformation de la matière Etats physiques et transformation de la matière, système physico-chimique, transformation chimique

Prérequis / corequis

Programme PTSI/PT :
- Architecture de la matière :
Structure de l'atome, Orbitales atomiques, Liaisons chimiques
- Architecture de la matière condensée :
Modèle du cristal parfait, Métaux et cristaux métalliques, Solides covalents et ioniques
- Mesure des propriétés physico-chimiques:
Masse, volume, longueur, temps, fréquence
- Transformation de la matière
Etats physiques et transformation de la matière, système physico-chimique, transformation chimique

Bibliographie
Support du module: - Polycopié remis en cours - Applications d'autoformation disponibles sur la plateforme Moodle Bibliographie: Ouvrages • Matériaux. Ingénierie, Science, Procédés et Conception. M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon. Ed. Presses polytechniques et universitaires romandes 2013. • Traité des matériaux 1 - Introduction à la science des matériaux. W. Kurz, J.P. Mercier, G. Zambelli. Ed. Presses polytechniques romandes 1987. • Traité des Matériaux 16 – Céramiques et verres. J.-M. Haussonne, C. Carry, P. Bowen, J. Barton, Ed. Presses Polytechniques et universitaires romandes 2005 • Traité des Matériaux 20 – Sélection des Matériaux et des procédés de mise en œuvre. M. Ashby, Y. Bréchet, L. Salvo, Ed. Presses Polytechniques et universitaires romandes 2001 • Matériaux, 1. Propriétés, applications et conception. MF. Ashby, D.R.H. Jones, Ed. Dunod 2013. • Matériaux, 2. Microstructure et mise en oeuvre. MF. Ashby, D.R.H. Jones, Ed. Dunod 1991. • Exercices et problèmes de sciences des matériaux, M. dupeux, J. Gerbaud, E. Dunod 2010. • Matériaux pour l'ingénieur. A.-F. Gourges-Lorenzon,J-M. Haudin, Ed. Mines Paris Les presses 2010. • Matériaux polymères – Structure, propriétés et applications, G.W. Ehrenstein, F. Montagne. Ed. Hermès 2000 Techniques de l'ingénieur • Propriétés et comportement mécanique des polymères thermoplastiques.. N. Billon, J.L. Bouvard. AM3115, 2015 • Essais de mesure de la ténacité – Mécanique de la rupture, D. Francois, M4166, 2007 • Céramiques, Généralités, L. Lécrivain, A7290, 1987 • Céramiques, Caractéristiques et technologies, P. Lefort, N4811, 2018 Logiciel et ressources pédagogiques, CES EduPack 2017-2019, Granta Design

Bibliographie

Support du module:
- Polycopié remis en cours
- Applications d'autoformation disponibles sur la plateforme Moodle

Bibliographie:
Ouvrages
• Matériaux. Ingénierie, Science, Procédés et Conception. M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon. Ed. Presses polytechniques et universitaires romandes 2013.
• Traité des matériaux 1 - Introduction à la science des matériaux. W. Kurz, J.P. Mercier, G. Zambelli. Ed. Presses polytechniques romandes 1987.
• Traité des Matériaux 16 – Céramiques et verres. J.-M. Haussonne, C. Carry, P. Bowen, J. Barton, Ed. Presses Polytechniques et universitaires romandes 2005
• Traité des Matériaux 20 – Sélection des Matériaux et des procédés de mise en œuvre. M. Ashby, Y. Bréchet, L. Salvo, Ed. Presses Polytechniques et universitaires romandes 2001
• Matériaux, 1. Propriétés, applications et conception. MF. Ashby, D.R.H. Jones, Ed. Dunod 2013.
• Matériaux, 2. Microstructure et mise en oeuvre. MF. Ashby, D.R.H. Jones, Ed. Dunod 1991.
• Exercices et problèmes de sciences des matériaux, M. dupeux, J. Gerbaud, E. Dunod 2010.
• Matériaux pour l'ingénieur. A.-F. Gourges-Lorenzon,J-M. Haudin, Ed. Mines Paris Les presses 2010.
• Matériaux polymères – Structure, propriétés et applications, G.W. Ehrenstein, F. Montagne. Ed. Hermès 2000

Techniques de l'ingénieur
• Propriétés et comportement mécanique des polymères thermoplastiques.. N. Billon, J.L. Bouvard. AM3115, 2015
• Essais de mesure de la ténacité – Mécanique de la rupture, D. Francois, M4166, 2007
• Céramiques, Généralités, L. Lécrivain, A7290, 1987
• Céramiques, Caractéristiques et technologies, P. Lefort, N4811, 2018

Logiciel et ressources pédagogiques, CES EduPack 2017-2019, Granta Design

Évaluation(s)
N°	Nature	Coefficient	Objectifs
1	DS de 3h sans document	2	-Montrer que les bases de la science des matériaux sont acquises -Montrer la capacité à comparer les grandes familles de matériaux -Montrer la capacité à identifier et utiliser les propriétés mécaniques - Montrer la capacité à interpréter des résultats expérimentaux. - Montrer la capacité à éviter la dégradation thermique et/ou mécanique des matériaux. - Montrer la capacité à décrire les conséquences d’un procédé de mise en œuvre sur les matériaux. - Montrer la capacité à identifier les propriétés clés selon un cahier des charges et proposer une famille de matériaux en conséquence.
2	Compte-rendu des deux séances de TP, évalué selon une grille d'évualution	1	- Montrer la capacité à effectuer des manipulations expérimentales et interpréter les résultats obtenus.
3	TP	1