Chapitre I MATIERE ET MATERIAUX

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1 2 ième THEME : DU MONDE DE LA MATIERE AU MONDE DES OBJETS Chapitre I MATIERE ET MATERIAUX Introduction : design et matériaux ne doivent pas seulement être choisis en fonction de critères techniques et financiers. Chaque matériau a sa symbolique. Inscrite dans l'imaginaire des consommateurs, elle découle de l'histoire et de l'usage qui a été fait du matériau. De même, chaque matériau induit une qualité perçue qui lui est propre et qui peut varier selon les domaines d'utilisation et les profils de consommateurs. Par exemple, le bois aura un impact valorisant pour un tableau de bord de voiture, mais il risque, pour un téléviseur, d'être perçu négativement par une majorité des consommateurs. ne sont pas des composants neutres. Ils concourent à l'ergonomie du produit (utilisation intuitive) et ils lui donnent du sens. Une brosse à dents associant plastique et élastomère sera plus facile à manipuler, plus agréable à toucher. Elle paraîtra plus technique, et donc plus performante. Elle aura un effet rassurant sur le consommateur. L'innovation technologique a profondément bouleversé l'univers des matériaux. Aujourd'hui, tout, ou presque, est possible. les plus divers peuvent être associés entre eux. Certains sont à mémoire de forme, d'autres changent de couleur avec la lumière. Les composites imitent l'aspect des matériaux traditionnels. Les procédés de traitement de surface permettent d'obtenir des perceptions tactiles, visuelles et sonores précisément définies: doux ou rugueux, sec ou gras. Ces perceptions constituent le "profil sensoriel" des produits. L'analyse de ces perceptions intéresse de plus en plus les responsables du marketing car il devient possible de distinguer les consommateurs en fonction de leurs préférences en matière de perception, d'où la tendance à inclure dans le cahier des charges design d'un produit ou d'un emballage les éléments définissant les perceptions préférées de la cible visée. L'utilisation de nouveaux matériaux ne marque pas forcément une rupture. elle peut s'accompagner du maintien des codes ou attributs identitaires propres à une catégorie de produits. Le plastique a remplacé le verre mais le conditionnement de l'eau reste en bouteilles et celui des yaourts en pot. La diversité des matériaux et de leurs propriétés, la relative facilité à les associer entre eux, tout cela ouvre de nouvelles possibilités pour concevoir des produits ou des emballages radicalement différents. Le choix du matériau : à quel moment dans le processus de création industrielle? Dans le triangle de la conception (designer, ingénieur, marketeur), le choix du matériau n appartient à personne en particulier. Il s impose à un moment, sur le plan technique, esthétique, ergonomique, économique C est celui qui permet de réaliser l objet le plus fonctionnel au meilleur prix. Le plus souvent, on part donc d une idée, d un concept, et on trouve ensuite le matériau adéquat. Mais parfois, on part d un matériau, ou d une technologie nouvelle, pour en chercher des applications. «C est l exemple du bodyboard, comme l explique Christophe Sapena, de l Institut Supérieur de Design (ISD) de Valenciennes. On a découvert que l on pouvait faire de la mousse expansée et on s est demandé quoi faire avec. La démarche a donc été de partir des caractéristiques d un matériau et de créer un objet qui les exploite de façon optimale». Il est important pour un designer de connaître les grandes caractéristiques des matériaux pour avoir une idée de ce qui est faisable avec. Savoir, par exemple qu étant donné les sollicitations techniques auxquelles elle est soumise, une cafetière italienne doit être 100 % en acier. Les étudiants designers face aux matériaux En école de design, les cours sur les matériaux ne sont pas des cours d ingénieurs. On y donne les grandes caractéristiques des matériaux, dans un langage pas trop technique. Les élèves doivent découvrir les principales familles : bois, métaux, verre, plastiques (nuances, caractéristiques, procédés de fabrication, techniques de mise en œuvre). Selon les enseignants d écoles de design, les jeunes ne font pas de ségrégation entre matériaux. Ils sont en quête du matériau «génial». Celui qui répondra exactement à tous leurs besoins.

2 Généralement les élèves ne se déterminent pas par rapport à un matériau mais par rapport à une catégorie de produit qui les attire. C est cette catégorie qui engendrera le choix d un matériau (ou d une caractéristique à remplir par le matériau). L univers de la chaussure, par exemple, engendrera le choix d un matériau souple. L électronique mènera au plastique. Le sport est un domaine où l on est friand de produits et matériaux nouveaux : ce secteur conduit plutôt aux composites, à la fibre de carbone ou de verre, à la mousse L électroménager, les produits pour la maison, les arts de la table (coutellerie de cuisine) pourront mener vers l acier mais aussi vers d autres matériaux concurrents comme la céramique. Activité documentaire : le mélange des matières utilisées pour rénover une maison. La décoratrice Sarah Santin, a utilisé des matériaux modernes et écologiques pour transformer son intérieur ; un résultat qui vaut le détour. Après avoir visionné la vidéo "Le mélange des matières" puis noter tous les matériaux cités, indiquer pourquoi ils ont été choisis. Correction : I. Différence entre matière et matériau Les matières, ou, deviennent matériaux quand elles sont utilisées dans. Ainsi, tout objet est constitué de. II. Classification des matériaux On distingue quatre grandes familles de matériaux : Le choix du matériau utilisé dépend des propriétés, des propriétés, et du. Ce sont trois critères importants mais il peut y en avoir d autres. Par exemple, le choix d'utiliser une bouteille en plastique permet d avoir les avantages suivants :

3 Légèreté, résistance (propriété ) Ne s'oxyde pas (propriété..,) Faible Malgré tous ses avantages, on ne mettra jamais un grand vin en bouteille dans du plastique car il n a pas le caractère noble du verre. Le choix d un matériau peut donc s avérer plus complexe qu il n y paraît. 2.1 métalliques Ce sont des, ou des. (mélange de plusieurs métaux). Exemples Métaux ferreux : Le fer et ses alliages :.. (fer + carbone), (fer + carbone + chrome + nickel). Métaux non-ferreux : L aluminium et ses alliages : le. (aluminium + cuivre), le (aluminium + zinc). Le cuivre et ses alliages : le. (cuivre + zinc), le. (cuivre + étain) La plupart des métaux sont attaqués par l oxygène de l air et transformés en oxyde (la rouille est de l oxyde de fer). Les métaux sont des éléments naturels. On les trouve dans le sol, le plus souvent sous forme de minerai (roche riche en métal), parfois sous forme pure (pépite d or). Propriétés physiques : Propriétés chimiques : Voir Document annexe : Les métaux 2.2 organiques Ce sont des matériaux d origine,.. ou... a) Les matières plastiques Ce sont des matières.. (polyéthylène, polystyrène, polyuréthane, polychlorure de vinyle, nylon ) : elles n existent pas à l état naturel. Ces matières ont été créées en transformant, par des réactions chimiques, des produits naturels tels que le..,.. ou... Certaines peuvent même remplacer l acier eu égard à leurs caractéristiques. De nouvelles matières plastiques, appelées bioplastiques sont fabriquées à partir d amidon de maïs par exemple. Voir Document annexe : Les matières plastiques b) Le bois et ses dérivés (..,..,..,..) Le bois est un.... Ses caractéristiques varient en fonction de l espèce et du type d arbre dont il est à l origine. Il peut être :..

4 Il est facile à usiner. En revanche, il est difficile à façonner par déformation. Les dérivés du bois sont utilisés dans la construction de bâtiment, la fabrication de mobilier et d emballage... : ils sont constitués de copeaux de bois collés à chaud sous presse... : ils sont constitués de couches de bois en lamelles collés à chaud sous presse..... : ils sont constitués de fibres de bois et de cellulose. Ils sont essentiellement utilisés dans l emballage. c) Les fibres naturelles Elles sont utilisées pour tisser des toiles et des tissus. La laine est fournie par les moutons, lamas, chèvres... La soie est extraite des cocons d une chenille appelée ver à soie. Le coton provient des gousses des graines de coton et le lin des tiges d une plante du même nom. d) Le cuir C est de la peau animale tannée (généralement de la peau de grands mammifères tels le bœuf et le porc), c'est-à-dire une substance morte, imputrescible, souple et insoluble dans l eau. On en fait des accessoires de maroquinerie, vêtements, chaussures, revêtements pour mobilier minéraux Ce sont..,.. ou... Exemples : céramique, pierre, plâtre (mélange d eau et d un sulfate de calcium semi hydraté), verre, béton. Les céramiques A l origine, fabriquées à partir d argile (poteries), ce sont aussi des matériaux obtenus à partir de terre ou de sable cuit. Elles comprennent donc la faïence (carrelage, vaisselle) et la porcelaine (isolant, vaisselle). Les céramiques sont dures, résistantes à la chaleur mais fragiles. Aujourd hui, elles sont de subtils mélanges aux qualités exceptionnelles qui entrent dans la composition d un grand nombre d objets (tables de cuisson, réacteurs d avions, revêtements spéciaux...). Les verres Les verres sont des matériaux très anciens obtenus par la fusion du quartz contenu dans le sable. On peut leur ajouter des additifs afin de modifier leurs caractéristiques (verre + plomb => cristal) et modifier aussi les couleurs. Le verre est un matériau très dur mais très fragile. Il est utilisé dans la fabrication de bouteilles et de vitres, mais également de laine de verre (par fusion, on obtient alors un matériau isolant de consistance laineuse). Les verres et céramiques sont fragiles cependant ils peuvent résister à de fortes températures. Activité documentaire sur les céramiques 2.4 composites Un matériau composite est un assemblage d'au moins deux matériaux non miscibles (mais ayant une forte capacité d'adhésion). Le nouveau matériau ainsi constitué possède des propriétés que les éléments seuls ne possèdent pas. Ce phénomène, qui permet d'améliorer la qualité de la matière face à une certaine utilisation (légèreté, rigidité à un effort, etc.), explique l'utilisation croissante des matériaux composites dans différents secteurs industriels. Néanmoins, la description fine des composites reste complexe du point de vue mécanique. composites sont généralement constitués d une matrice en matière plastique (polyester ou résine époxyde ) renforcée de fibres (verre, carbone, kevlar ).

5 Exemples : Fibres de verre, fibres de carbone, contreplaqué, béton armé (béton + acier). Carton + plastique + aluminium : briques de lait Plastique + fibre de verre ou de carbone : ski, raquette de tennis, automobile, aéronautique. L assemblage permet de combiner les avantages des matériaux qui le constituent. On les utilise pour la fabrication d objets de haute technologie. Ce sont des matériaux hauts de gamme et donc coûteux à fabriquer. 2.5 Tableau bilan métalliques organiques minéraux composites Familles de matériaux Origine - Exemples Utilisation en DDA III. Reconnaissance des matériaux On peut reconnaitre les matériaux selon leur aspect, mais cela n est pas toujours suffisant, il peut être nécessaire d effectuer quelques tests ou mesures :