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7/23/2019 materiaux22

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LES PROPRIETES DES MATERIAUXCOMPÉTENCES (Ce que je saurai faire à la n de la séance) : NIVEAU D’ACQUISITION :

- Reconnaître et nommer !ar "ran#e$ %am&''e$ 'e$ matr&a* t&'&$$ en &n#&+antnotamment 'er a!t&t#e a %a,onna"e 'er r$&$tance 'a corro$&on et 'er &m!act$r '’en.&ronnement/

0 (e*!re$$&on)

- I#ent&1er 'a re'at&on entre $o't&on tec2n&+e matr&a et !roc#$ #e ra'&$at&on/ 0 (e*!re$$&on)

Lorsque l’on doit choisir un matériau pour fabriquer une des pièces (le cadre par exemple) d’un objet

technique (vélo), il faut savoir que tout choix technique est un compromis car il n’existe aucun matériau, niaucune solution parfaite.

Cependant, afin d’optimiser ce choix il faut avant tout connatre les principales propriétés de ces matériaux.

I. PROPRIETES PHYSIQUES ET CHIMIQUES :

1. CONDUCTIBILITÉ ÉLECTRIQUE D’UN MATÉRIAU :

Pour te$ter 'a con#ct&3&'&t #’n matr&a il faut vérifir !a "o#ti#uité $l "oura#t %a!!&

ou !a 'i!"o#ti#uité él"tri(u $l "oura#t # %a!! %a!&) o# utili! u# a%%aril ' "o#tr*l a%%lémultimètre #u+éri(u %o!itio##é # o,++-tr $ Ω &.

Da#! "tt %o!itio#) # +tta#t # "o#ta"t l! fi",! / ",a(u 0tré+ité '! é",a#tillo#!) o#rar' !i l’a%%aril affi", 2 3 4 $ résistance nulle = continuité = matériau conducteur & !i#o# ilaffi", 2 1 4 ou fait u# 2 5i% 4 (résistance infinie = discontinuité=matériau isolant).

Ex!rime"t#ti$" :$Pla#", '’é",a#tillo#! N61 : Boi!) vrr) a"ir) alu+i#iu+) o++) é%o07) P8C) "uivr) étai#)

a9 Rar'r la 'é+o#!tratio#t é"outr l! 0%li"atio#! 'u

%rof!!ur)

59 Mttr l +ulti+-tr # %o!itio# O,++-tr $Ω &)

"9 T!tr l! 'iffér#t!é",a#tillo#! +i! /'i!%o!itio# t r+%lir lta5lau "i9'!!ou! :

N6 E",a#tillo# Dé!i#atio# 'u +atériauCo#'u"ti5ilitéél"tri(u ON

1;<=>?@

%.%. T!tr éal+#t $%our i#for+atio#& :9 L "5l 'u fri# 'u vélo L "a'r L "aré#a ' la trotti#tt La rou 'u rollr 9 L %#u 9

%.& . Qu’# 'é'uit9o# Par+i l! +atériau0 t!té! : Qul! !o#t "u0 (ui !o#t i!ola#t! ou "o#'u"tur! :

L! +étau0 !o#t "o#'u"tur! !o#t i!ola#t!L! +ati-r! %la!ti(u! !o#t "o#'u"tri"! !o#t i!ola#t!L! +atériau0 "o+%o!it! $é%o07) fi5r!)& !o#t "o#'u"tur! !o#t i!ola#t!L! 5oi! !o#t "o#'u"tur! !o#t i!ola#t!

%.&. D’a%r-! " (u l’o# vi#t ' 'é"ouvrir) t / l’ai' '! fi",! r!!our"!) va9t9o# réali!r l! fil! '"o##0io# ' la 5attri au +otur ' la trotti#tt # "uivr ou # %la!ti(u .

Pour(uoi .....

. MAFFE 8OLUMIQUE D’UN MATÉRIAU :



La +a!! volu+i(u "’!t la 'u#"tit! e m#tière #r u"it! e $lume. C’!t / 'ir (u %our '!é",a#tillo#! ' +atériau0 ' volu+! $'i+#!io#!& i'#ti(u! lur! +a!!! !o#t 'iffér#t!.

Ex!rime"t#ti$" % : $lot é",a#tillo#! 1&

Pr#'r l! ; é",a#tillo#! $ Polystyrène, bois, PVC &)a9 P!r l! troi! é",a#tillo#! +i! / 'i!%o!itio# t l! "la!!r ' 1 $%our l %lu! lér& / ; $%our l

%lu! lour'&) 'a#! l ta5lau # i#!"riva#t lur #o+ t lur +a!!. 59 Cal"ulr lur volu+ av" la for+ul Lo#uur 0 Larur 0 Gautur t r+%lir l ta5lau) ai#!i

(u lur +a!! volu+i(u.

!xemple de calculs " Volume : L#$% cm & l#' cm & h#.% cm soit $%'.%# *.% cm+ Masse en grammes : -.- rammes Donc la masse volumiques en gr /cm " -.-/*.% # *.0- r /cm+

N6E",a#tillo#

Mati-rDime"*i$"*

L 0 l 0 + , en cm

-$lume

en cm'

M#**e e"

r#mme*

M#**e $lumi'ue

r /cm+ % 0 0 & 0 0 / 0 0

9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999

Ex!rime"t#ti$" & : $lot é",a#tillo#! &

8ou! avH / 'i!%o!itio# = é",a#tillo#!.

C! é",a#tillo#! !o#t il! "o+%o!é! '! ++!+atériau0 Oui No#

O#t9il! l ++ volu+ Oui No#

M!urH lur +a!!.O#t9il! la ++ +a!! Oui No#

00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

Ex!rime"t#ti$" / : $lot é",a#tillo#! ; : &8ou! avH = é",a#tillo#! / 'i!%o!itio#) '! ++!+atériau0 (u l’é",a#tillo# .

O5!rvH l! t rtrouvH lur +ati-r r!%"tiv.O#t9il! l ++ volu+ Oui No#Cla!!H l! %ar +a!! (du 1 lourd au 1 léer) :Cla!!H l! %ar +a!! (du 1 lourd au 1 léer) :

1 : L %lu! lour' : .

; : .........< : .= : ......... L %lu! lér

O# # 'é'uit (u lu* l# m#**e $lumi'ue e*t 1#i2le lu* le m#t!ri#u e*t : L$ur L!er

E# (ull +ati-r %ut o# #vi!ar ' fa5ri(ur '! élé+#t! %our l’aviatio# Pour(uoi .

!n effet, les matériaux dont la masse volumique est importante sont utilisés 2 la fabrication de contre poids, de volants

d’inertie,3 4ar contre ceux dont la masse volumique est faible sont utilisés dans l’aéronautique, dans la construction des

vélos de compétition,3

;. DURETÉ D’UN MATÉRIAU :



La 'urté '’u# +atériau ! +!ur # évalua#t la ré!i!ta#" ' "lui9"i au +ar(ua $+%ri#t!)ra7ur! &.Da#! l’i#'u!tri o# ff"tu '! t!t! / l’ai' '’u# +a",i# (ui +!ur la %é#étratio# '’u# 5ill"ali5ré) !ou! u# ffort 'o##é.

Ex!rime"t#ti$" % : Ra7ur av" u# %oi#t / tra"r

a9 Pr#'r la %oi#t / tra"r t réali!r u# ra7ur ' "+ ' lo#uur !ur l! troi!é",a#tillo#! +i! / 'i!%o!itio#)

59 Ré%o#'r au0 (u!tio#! !uiva#t! # o5!rva#t l! é",a#tillo#! att#tiv+#t :TrouvH l #o+ ' "! ; +atériau0 9 9 Cla!!r l! ; é",a#tillo#!) 'u +atériau l %lu! t#'r au +atériau l %lu! 'ur :

1....;

Ex!rime"t#ti$" & : Mar(ua av" u# %oi#tau

A l’ai' 'u +o#ta ' t!t) réali!r l! "o+%arai!o#! ' 'urté !ur l! é",a#tillo#! %ro%o!é!

5etourner l’appareil et bloquer

avec la tie verte

4lacer le pointeau de l’appareil

sur la matière 2 tester

5etirer la tie, la bille percute le

pointeau qui va frapper la

matière testée.

M!urr l! i+%a"t !ur ",a(u +atériau $/ l’Jil) av" u# rélt ouav" u# "o+%t fil : &

L! +%ri#t! !o#t ll! tout! i'#ti(u! Oui No#

Rtrouv t9o# l! "o#"lu!io#! ' l’0%éri+#tatio# N61 Oui No#

E!t9" vrai ' 'ir (u l %ati# ' fri# !t 'a#! u# +atériau %lu! t#'r (u la Ka#t 'u vélo : A votr avi!) # (uoi !t il fait .

Pour évitr (u’il # !’u! tro% vit) %ourrait9o# alor! l r+%la"r %ar u# %ati# # a"ir E0%li(ur.

<. CORROFION D’UN MATÉRIAU :



L# 3$rr$*i$" !*i"e l4#lt!r#ti$" 4u" $25et #r *$" e"ir$""eme"t.

Par 0+%l) l’o07-# ' l’air ! fi0 !ur l! +étau0 t %rovo(u !ur "rtai#! '’#tr u0 u#réa"tio# ",i+i(u (ui ! +a#if!t %ar la for+atio# '’o07'.

6 L’ox7dation du fer, et donc des aciers, produit la rouille par contact avec l’ox7ène et l’eau.

C’est donc l’air et l’eau qui sont responsables de la rouille.

6 8e m9me, les coupoles en cuivre de certaines élises (matière initialement de couleur orane),

deviennent vertes. :n appelle cette corrosion, le vert de ris.

6 L’aluminium résiste mieux mais est sensible au sel. ;ne couche blanch<tre le recouvre alors.

D’a%r-! vou!) l! +atériau0 !uiva#t! !o#t il! fa"il+#t o07'a5l!

L! +étau0 oui #o# L! +ati-r! %la!ti(u! oui #o# L +atériau "o+%o!it $fi5r ' "ar5o#& oui #o# L 5oi! oui #o#

8érifiH # rar'a#t l! é",a#tillo#! a#"i#! t "u0 %lu! ré"#t! ou %rotéé! %ar u# vr#i!.

Qul! !o#t l! élé+#t! 'u vélo (ui ri!(u#t '’tr ra%i'+#t !ou+i! / la "orro!io# Qu %ut o# fair %our ral#tir la "orro!io# Rar'r !ur la ",a#) !ur l "a'r 'u vélo)

=. CONDUCTIBILITÉ TGERMIQUE D’UN MATÉRIAU :

C’!t la fa"ulté '’u# +atériau ' "o#'uir ' la ",alur '’u# 0tré+ité ",auffé /u# autr 0tré+ité #o# ",auffé) # u# t+%! 'o##é.

U# +auvai! "o#'u"tur t,r+i(u !t a%%lé i!ola#t t,r+i(u.

Do##H u# 0+%l ou l’o# ",oi!ira u# +atériau %ar" (u’il "o#'uit 5i# la ",alur Do##H u# 0+%l ou l’o# ",oi!ira u# +atériau %ar" (u’il "o#'uit tr-! 'iffi"il+#t la ",alur

A%r-! l"tur ' la fi", "o##ai!!a#" !ur l! "ara"téri!ti(u! '! +atériau0) "la!!r l! ; +atériau0!uiva#t! 'u +illur "o#'u"tur ' ",alur au +oi#! 5o# : r) Boi!) Alu+i#iu+.

1....;..

Qui 'u %#u 'u vélo t ' la Ka#t vou! !+5l l %lu! i+%orta#t "o#'u"tur t,r+i(u Co++#t %ourriH vou! l +o#trr av" u# fr / !ou'r ou av" u# %i!tolt / air ",au'



II . PROPRIETES MECA6IQUES :

USI6A7E : O# a%%ll USI6A7E) l’a%titu' '’u# +atériau au fao##a %ar #l-v+#t '+ati-r av" for+atio# ' "o%au0.

DECOUPA7E : O# a%%ll DECOUPA7E) l’a%titu' '’u# +atériau au fao##a %ar #l-v+#t ' +ati-r !a#! for+atio# ' "o%au0.

8ORMA7E : O# a%%ll 8ORMA7E) L’a%titu' '’u# +atériau / !u5ir '! 'éfor+atio#! /",au' ou / froi' %ar ",o" ou %ar %r!!io#) !a#! #l-v+#t ' #l-v+#t ' +ati-r.

% Exer3i3e : Rar'r la !m$"*tr#ti$" u r$1e**eur !ur l! 'iffér#t! o%ératio#! i#'i(ué! 'a#!l ta5lau "i9'!!ou! %ui! réali!r vou! ++! "! o%ératio#!.

& R+%lir l ta5lau # i#'i(ua#t l #o+ '! +a",i#!) '! outil! t "o",H !i "! +a",i#! %r+tt#t fa"il+#t "! o%ératio#! !ur '! %i-"! # +étal ou # %la!ti(u.

O!r#ti$" M#3+i"e Outil Piè3e $2te"ue

M#t!ri#ux

M # t i è r e *

P l # * t i ' u e *

M ! t # u x

L

4 U S I 6 A 7 E

Per9#e

L E D E C O U P A 7 E

Ci*#ill#e

P$i"9$""#e

.

L E

8 O R M A 7 E

T+erm$li#e



/. Nou! avo#! l ",oi0 #tr l’a"ir t l %la!ti(u %our réali!r l "aré#a ' la trotti#tt.

Do##H l! ava#ta! t l! i#"o#vé#i#t! ' ",a"u#) '’u# %oi#t ' vu 2 "ara"téri!ti(u!+é"a#i(u! 4) +ai! éal+#t '’u# %oi#t ' vu 2 fa5ri"atio# 4.

Ava#ta! ' l’a"ir %our "tt fa5ri"atio# : Ava#ta! 'u %la!ti(u %our "tt fa5ri"atio# :

I#"o#vé#i#t! ' l’a"ir %our "tt fa5ri"atio# : I#"o#vé#i#t! 'u %la!ti(u %our "tt fa5ri"atio# :

L "o+%ro+i! (u K frai! : ",oi!irai! l Car ...

;. <$"u* : Ré'ir !é%aré+#t u# ré!u+é !ur u# fuill ' "la!!ur) %our ",a"u# '! o%ératio#!vu! %ré"é'++#t # i#'i(ua#t : l #o+ ' l’o%ératio#) ' la +a",i# t ' l’outil) l %ro"!!u!$",ro#oloi '! o%ératio#!& ' fa5ri"atio#) la !é"urité / r!%"tr t #fi# la 'iffér#" #tr",a"u# ' "! o%ératio#!.

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