Matériaux pour l'ingénieur

Données Générales
Programme Académique	Formation ECAM Arts & Métiers			Responsables Module : ETIEMBLE Aurélien, SIMON Sandra
Type d'EC	Cours
Cours : 16h00 TD : 6h00 TP : 8h00 Travail personnel 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 uvre. - 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 uvre.
- 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 uvre. - 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 uvre. 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 uvre.

- 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 uvre.

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 uvre. 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 uvre. 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 dun procédé de mise en uvre 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