Séquence 5 Sciences de l'ingénieur

Les principaux matériaux utilisés pour réaliser des pièces

Relation Produit-Procédés-Matériaux (notion de base)

Un matériau est une (ou une combinaison de) matière première de base ou artificielle (polymère issu du pétrole par exemple) que l'Homme sélectionne puis façonne pour en faire des pièces. Ces matières premières sont des ressources issues de la Terre dites renouvelables (le bois par exemple si on pense à en replanter !) ou non renouvelables (pétrole, minéral...) et sont donc épuisables !

D'origine minérale (fer, cuivre, alumine, carbone, ...), végétale ou organique naturel (cuir, bois..) ou synthétique (polymère, ...), elles sont transformées pour être utilisables par l'industrie. Les matériaux sont donc à la base de la technologie et du monde industriel.

En ce sens, le choix des matériaux des composants et de leur procédé de mise en œuvre (fabrication) est déterminant pour la compétitivité des produits.

Les principales familles de matériaux

  • Les métaux et alliages de métaux sont obtenus par transformation du minerai ou par recyclage. On obtient alors des matériaux ferreux (aciers, fontes) ou non ferreux (aluminium...).

  • Les matières plastiques sont des polymères industriels auxquels on associe des adjuvants (stabilisant, antioxydant...) et des additifs (colorants...). Elles

sont principalement issues du pétrole mais peuvent être obtenues à partir de matières végétales (bioplastiques, le PLA acide polylactique, ...).

  • Les céramiques et les verres sont obtenus à partir de matières premières transformées en pâte que l'on porte à de fortes températures pour les cuire.

  • Les composites sont des assemblages de plusieurs matériaux afin d'obtenir un seul matériau dont les performances sont supérieures à celles de chacun de ces composants.

  • Les matériaux naturels sont comme son nom l'indique issus du milieu vivant, animal ou végétal, ils sont dits organiques mais aussi inorganiques lorsqu'il s'agit de roches minérales.

  • Les nanomatériaux sont obtenus par dégradation de la matière en particules nanométriques (10-9m) ou par assemblage d'atomes dans un "réacteur". Ils se composent de particules extrêmement petites, inférieures à 100nm. On les retrouve dans les crèmes solaires, les vitrages autonettoyants, certains vêtements dits "techniques", les cellules solaires souples...

    Ces matériaux étant plus petits que les cellules humaines, ils peuvent traverser la peau et les muqueuses, ils sont donc susceptibles de présenter des risques toxicologiques pour l'homme et la nature.

ComplémentL'évolution des matériaux exploités ou créés par l'Homme au cours du temps

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