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Buts de la résistance des matériaux
La RDM a trois objectifs principaux :1- la connaissance des caractéristiques mécaniques des matériaux.(comportement sous l’effet d’une action mécanique)
2- l'étude de la résistance des pièces mécaniques.(résistance ou rupture)
3- l'étude de la déformation des pièces mécaniques.
Résistance des Matériaux Introduction
UNIVERSITE DE TEBESSA RDM
La RDM est l’étude1- de la résistance2- de la déformation….des éléments d’une construction (arbres de transmission,
bâtiments, ponts, avions, bateaux….) dans le but de déterminer ou de vérifier le choix …
1- des matériaux2- des formes3- des dimensionsafin qu’ils supportent les charges auxquelles ils seront soumis.
Résistance des Matériaux Introduction
Objectifs généraux de la RDM
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Exemples de structures
Édifices Routes Bâtiments
Automobiles Spatiale AéronautiqueUNIVERSITE DE TEBESSA RDM
• Les sollicitations de base en RDM sont :
Sollicitations Simples
Type Commentaire Exemple
TRACTIONTRACTIONAllongement longitudinal, on tire de chaque côté
Câble de remorquage
COMPRESSIONRaccourcissement, on appuie de chaque côté
noyau d'une tour en absence de vent
CISAILLEMENT Glissement relatif des sectionstectonique des plaques
TORSIONRotation par glissement relatif des sections droites
arbre de transmission d'un moteur
FLEXIONFléchissement sans allongement des fibres contenues dans le plan moyen
planche de plongeoir
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• Les essais mécaniques sont des expériences dont le but est de caractériser les lois de comportement des matériaux.
• La loi de comportement établit une relation entre les contraintes et les déformations.
Les Essais mécaniques
Les principaux essais mécaniquesESSAI DE TRACTION
ESSAI DE DURETE
ESSAI DE RESILIENCE
ESSAI DE FATIQUE
ESSAI DE FLEXION / ESSAI DE COMPRESSION
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ESSAI DE TRACTION• Principe : L’éprouvette est tenue en deux points (par une pince
ou un crochet), puis elle est étirée à vitesse constante, on relève la force de traction nécessaire en fonction de l'allongement.
• Ces essais permettent de tracer une courbe dite de traction à partir de laquelle les caractéristiques suivantes peuvent être déduites :
• La déformation élastique
• Le module de YOUNG
• la limite élastique Re
• la déformation plastique
• la tension de rupture Rm
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ESSAI DE TRACTION
Machines de traction
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ESSAI DE TRACTION
Éprouvette
UNIVERSITE DE TEBESSARDM
COURBE DE L’ESSAI DE TRACTION
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AUTRES MACHINES POUR ESSAIS MECANIQUES
Machine de résilience Machine de dureté
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• Les matériaux, qui dépendent essentiellement de leurs caractéristiques mécaniques et thermiques
(la rigidité, la densité, et la température de fusion), sont généralement divisés en quatre catégories principales :
• les métaux• les plastiques• la céramique
• les composites
LES MATERIAUX COMPOSITES
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Alliages à base de fer• Les alliages à base de fer (aciers et fontes) jouent et
continuent de jouer un rôle capital sur le plan technologique.
• Ils constituent en masse près de 90 % de la production mondiale de matériaux métalliques
• Ils ont un fort module d’élasticité et une forte limite élastique
LES METAUX
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• Les matériaux composites disposent d'atouts importants par rapport aux matériaux traditionnels.
• Ils apportent de nombreux avantages fonctionnels : légèreté, résistance mécanique et chimique,
maintenance réduite, liberté de formes,tenue aux chocs et au feu.
• Ils offrent une meilleure isolation thermique ou phonique
LES MATERIAUX COMPOSITES
Caractéristiques des composites
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Un composite est une combinaison d’au moins de deux matériaux non miscibles qui donnent un nouveau matériaux de propriétés meilleures que celles des constituants considérés à parts.
LES MATERIAUX COMPOSITES
Les renfortsLes fibres de verreLes fibres de carbone Les fibres de polymèreLes fibres métalliques Les fibres céramiques
La matrice les résines époxy
les polyamides
les résines phénoliques
Constituants des composites
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+ =
Renfort (Fibres) Résine Composite
LES MATERIAUX COMPOSITES
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• Automobile
• Aéronautique: avions et navettes spatiales
• Bâtiment
• Electricité
• Equipements industriels
• Equipements de sport et loisirs
• Médecine
LES MATERIAUX COMPOSITES
Domaines d’application
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Ailes d’un avion de chasse
À base de composite époxy /carbone
LES MATERIAUX COMPOSITES
Domaines d’application
Formule 1
Structure en composite
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LES MATERIAUX COMPOSITES
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Matrice
Granulat Fortron-PPS • Grande résistance thermique• Excellente résistance aux produits chimiques • Grande rigidité, dureté et résistance aux chocs • Résistance aux flammes
Fabrication de feuilles
Granulat Fortron
LES MATERIAUX COMPOSITES
ETAPE 1
fabrication de feuilles
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LES MATERIAUX COMPOSITES
Renfort
Tissu en fibre de carbone • Grande résistance à la température
• résistance mécanique rigidité, dureté et résistance aux chocs
dans une presse à haute pressionet à haute température en un composite de dimensions stables et extrêmement résistant.
ETAPE 2
fabrication du composite
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LES MATERIAUX COMPOSITES
ETAPE 3
fabrication du composite
Les panneaux composites sont préchaufféset usinés ensuite sous pression et à haute température à la forme souhaitée.
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LES MATERIAUX COMPOSITES
ETAPE 4
Montage sur l’ail d’avion
L’élément de construction fini est monté aux emplacements prévus
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LES MATERIAUX COMPOSITES
Partie avant de l’aile en composites dans l’Airbus A 340-500/600
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ENERGIES RENOUVELABLES
UNIVERSITE DE TEBESSA Énergies Renouvelables
gratuite à l’exploitation
ENERGIEinépuisable
locale
Echologique
Très peu polluante
Développement durable
Les différentes techniquesLe rayonnementsolaire...
...peut être converti en... ...grâce...
Chaleur
Électricité
Biomasse
À des capteurs solaires thermiques
- À des modules photovoltaïques (photopiles) - À une éolienne
À une chaudière bois
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modules photovoltaïques
Principe
La lumière du soleil peut être directement transformée en électricité par des panneaux photovoltaïques, sans pièces tournantes ni bruit. L'électricité produite peut être soit stockée dans des batteries, soit convertie par un onduleur pour être distribuée aux normes sur le
réseau.
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Le toit solaire de la Floriade (USA) est une centrale solaire de 2,3 MWc raccordée au réseau. Les 19.000 panneaux photovoltaïques de Siemens couvrent un espace d'exposition de près de 3 hectares.
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Énergie éolienne
Une éolienne est un dispositif qui utilise la du vent. Cette force peut être utilisée mécaniquement (dans le cas d'une éolienne de pompage), ou produire de l‘ELECTRICITE (dans le cas d'un aérogénérateur).
Types d’éolien
Éolien industriel
Petit éolien
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Le solaire thermiqueSes principales applications :
la production d’eau chaude sanitaire (individuel et collectif),
le chauffage des habitations
le chauffage des piscines
RCapteur solaire
Circulateur
Ballonde
stockage
Régulation
Eau froide
Echangeur
Eau chaude
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La biomasse énergieLa biomasse (ensemble de la matière végétale) c’est une véritable réserve d’énergie, captée à partir du soleil grâce à la photosynthèse. La biomasse peut produire de l’énergie par combustion dans une chaudière. Elle peut aussi produire par méthanisation du biogaz, qui sera converti en énergie. Des procédés permettent aussi la production de biocarburants à partir de colza ou de betteraves (diester, méthanol…)
Biomasse sècheLe bois de feu .Biomasse humideLes déchets organiques d'origine agricole -agro-alimentaire ou urbaine (déchets verts, ordures ménagères…), la biomasse peut être transformée en énergie ou en engrais.
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