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1. Les propriétés des matériaux
L'étude des matériaux a une importance capitale, et ce, autant au niveau de l'usinage de pièces en entreprise que dans l'élaboration de mégaprojet de structure et de bâtiment. Les matériaux de prédilection des ouvriers ont même servi à nommer certaines périodes de l'histoire comme l'âge de pierre ou de l'âge de bronze. Cette évolution liée à la recherche et aux découvertes faites au cours des années marquent aussi le paysage des villes qui ont vu passer ces époques. On peut voir dans les décors de Paris l'avancée de ces différentes périodes à travers les ponts qui enjambent la Seine. La magnifique structure de pierre du pont Neuf (soit le plus vieux pont de Paris) contraste avec la passerelle Léopold-Sédar-Senghor et sa structure moderne d'acier et de bois. La connaissance des propriétés des matériaux est donc essentielle lors de la conception d'un objet. Elle permet de choisir le bon matériaux pour les pièces à construire. On distingue les propriétés mécaniques et les autres propriétés.
2. Les propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques dictent comment réagiront les matériaux lorsqu'ils sont soumis à des contraintes. Voici une liste des principales propriétés mécaniques.
| Propriété | Définition |
|---|---|
| Résilience | Capacité d'un matériau à recevoir des chocs sans se rompre. Exemples : Le bouclier d'un chevalier ou le pare-brise d'une voiture. |
| Dureté | Capacité d'un matériau de résister à la pénétration (de ne pas être rayé par un autre matériau). On peut comparer la dureté des minéraux grâce à l'échelle de Mohs. Exemples : Le recouvrement d'un plancher, d'un comptoir ou d'un meuble. |
| Élasticité | Capacité d'un matériau de reprendre sa forme après avoir subi une contrainte. Exemples : Le ressort d'une pièce de suspension, l'épingle à linge qui reprend sa forme après avoir été pincée. |
| Ductilité | Capacité des matériaux de pouvoir être étirés sans se briser, ce qui permet entre autre d'en faire des fils. Exemples : Le métal du trombone, le fil de cuivre. |
| Rigidité | Capacité d'un matériau de garder sa forme, peu importe la contrainte appliquée. Exemples : Le pilier d'un pont, les fondations d'une maison. |
| Malléabilité | Capacité de pouvoir faire des feuilles minces d'un matériau, de pouvoir le plier sans le briser. Exemples : Le papier d'aluminium, la feuille d'or de Rutherford. |
| Fragilité | Incapacité de subir une déformation sans se rompre. Exemples : Bouteille de verre, verre de cristal, tasse de porcelaine. |
3. Les autres propriétés
Évidement, on ne considère pas seulement les propriétés mécaniques lors de la conception d'un projet. Voici quelques propriétés importantes.
| Propriété | Définition |
|---|---|
| Légèreté | Propriété d'un matériau qui possède une faible masse volumique. Exemples : Les vélos ou les raquettes de tennis en fibres de carbone. |
| Conductibilité thermique | Capacité d'un matériau capable de laisser passer la chaleur. Exemples : Casserole, système de chauffage à l'eau chaude. |
| Conductibilité électrique | Capacité d'un matériau de laisser passer un courant électrique. Exemples : Fils électriques, feuilles de cuivre dans un circuit imprimé. |
| Résistance à la corrosion | Capacité des matériaux (métaux) de ne pas rouiller (s'oxyder) en présence d'oxygène ou d'eau. Exemples : La carrosserie d'une voiture, un toit de métal. |
| Neutralité chimique | Capacité d'un matériau de ne pas réagir avec d'autres substances. Exemples : Le bidon d'essence, le boitier d'une pile. |
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