II.1 Les matériaux métalliques Ce sont des métaux ou des... de métaux (mélanges de plusieurs métaux). Voir Document: Les métaux

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1 COURS 1STD2A THÈME DU MONDE DE LA MATIÈRE AU MONDE DES OBJETS PARTIE 1 : MATIÈRES ET MATÉRIAUX CH. 1 FAMILLES DE MATÉRIAUX C01 PAGE 1 / 9 Objectifs : - distinguer matières et matériaux - citer les grandes classes de matériaux en les illustrant par des exemples introduction : - TP 01 : L art et la matière I. LES DIFFÉRENCES ENTRE MATIÈRE ET MATÉRIAU Les matières d origine.. sont présentes dans la nature Les matières d origine sont fabriquées par l homme Les matières ou.. deviennent des quand elles sont utilisées dans la. d un objet Ainsi tout objet réalisé par l homme est constitué de. II. CLASSIFICATION DES MATÉRIAUX II.1 Les matériaux métalliques Ce sont des métaux ou des... de métaux (mélanges de plusieurs métaux). Voir Document: Les métaux Les métaux sont des éléments naturels. On les trouve dans le sol, le plus souvent sous forme de minerai (roche riche en métal), rarement sous forme pure "à état natif " (pépite d or) En incorporant à un métal un ou plusieurs autres métaux, ou des éléments non métalliques, on forme des alliages Ils possèdent des propriétés physiques communes - ils conduisent tous le courant électrique et la chaleur - ils ont l éclat métallique lorsqu ils sont polis Du point de vue chimique - La plupart des métaux sont attaqués par l oxygène de l air et transformés en oxyde (la rouille est de l oxyde de fer) - la structure des métaux est atomique c est à dire qu ils sont constitué d atomes, très ordonnés formant des motifs géométriques qui se répètent dans les trois dimension de l espace on dit qu ils ont une structure cristalline II.2 Les matériaux organiques Ce sont des matériaux d origine., (végétales ou animale ) ou.. On distingue : a) Les matières plastiques Voir Document annexe : Les matières plastiques Ce sont des matières synthétiques : 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 charbon, le pétrole ou le bois. Les molécules qui les constitues sont constituées principalement d atomes de carbone et d hydrogène Certaines peuvent remplacer l acier eu égard à leurs caractéristiques.

2 b) Le bois et ses dérivés (agglomérés, lamellés, cartons, papiers ) Le bois est un matériau naturel. Ses caractéristiques varient en fonction de l espèce et du type d arbre dont il est à l origine. Il peut être : très tendre : peuplier, bouleau très dur : Chêne, acacia, okoumé Il est facile à usiner, en revanche, il est difficile à façonner par déformation. dérivés du bois Les dérivés du bois sont utilisés dans la construction de bâtiment, la fabrication de mobilier et d emballage. - Les agglomérés : Ils sont constitués de copeaux de bois collés à chaud sous presse. - Les lamellés : Ils sont constitués de couches de bois en lamelles collés à chaud sous presse. - Les cartons et papiers : 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... Le tannage Opération qui consiste à transformer la peau en cuir grâce à des tanins, substances de différentes natures (végétale, minérale comme les sels de chrome, organique) qui permettent de passer d une peau putrescible, à une matière imputrescible, résistante à l eau chaude et peu hydratée. II.3 Les matériaux minéraux Ce sont des roches, des céramiques ou des verres. Par exemple les céramiques, les pierres, le plâtre, verre. Céramique 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...). Un matériau céramique est solide à température ambiante ni métallique, ni organique, obtenu tenus par solidification à haute température d'une pâte humide plastique (verres minéraux), ou frittage (agglutination par chauffage) d'une poudre sèche préalablement comprimée, sans passer par un état liquide Verres Les verres sont des matériaux très anciens élaborés à partir de sable. Obtenus par fusion, on peut leur ajouter des additifs afin de modifier leurs caractéristiques (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) f) Les matériaux composites Ce sont des assemblages d'au moins deux matériaux non miscibles (matrice + renfort). Par exemple, le béton armé ( ciment + armature métallique) L assemblage de ces deux éléments possède des propriétés que les éléments considérés séparément ne possèdent pas ce qui permet d'améliorer la qualité de la matière face (légèreté, rigidité à un effort, etc )

3 Tableau bilan Les matériaux métalliques Les matériaux organiques Les matériaux minéraux Les matériaux composites Familles de matériaux Origine Exemples Utilisation en DDA

4 Document annexe : LES METAUX LES METAUX NATURELS Quelques métaux comme le fer, le cuivre, le zinc, l aluminium, l étain, l argent, l or et le mercure existent à l état naturel. Ils sont peu utilisés dans leur état d origine, ils sont très souvent alliés à d autres matériaux (métaux, additifs divers), pour modifier leurs caractéristiques techniques et surtout mécaniques. Un matériau composé de plusieurs métaux constitue un alliage. LE FER C'est le métal le plus courant dans la vie quotidienne, sous forme pure ou d'alliages. Le fer pur est un métal mou, mais l'adjonction de faibles quantités d'éléments d'additions (notamment de carbone) le rend jusqu à mille fois plus dur. Les alliages de fer et de carbone : La fonte La fonte est un alliage de fer et de carbone. Cet alliage mécanique est obtenu en incorporant au fer au moins 2% de carbone. Le carbone est un élément non métallique que l on trouve en général dans le charbon. En fusion, la fonte liquide se moule facilement et prend t rès fidèlement la forme des moules correspondant aux pièces que l on veut fabriquer. Très utilisée dans la fabrication de mobilier urbain, elle est également utilisée dans de nombreuses pièces industrielles et domestiques. L acier L acier comme la fonte est un alliage de fer et de carbone mais il est constitué de moins de 2% de carbone. Il peut être allié à de nombreux métaux comme le magnésium, le chrome, le molybdène, le nickel, le silicium, le vanadium... Ces additifs donnent des caractéristiques très différentes, des nuances d acier très diverses. Certains aciers sont de ce fait plus ou moins fragiles, résistants, cassants, élastiques. La diversité des nuances fait de l acier un matériau très polyvalent. Fer- blanc : fines tôles d'acier doux recouvertes d'une mince couche d'étain. L ALUMINIUM L aluminium, métal naturel de couleur gris blanchâtre, présente l avantage de résister à la corrosion et d être très léger. Il se moule facilement et se travaille sans difficulté. Il permet d obtenir des objets aussi différents que la fine feuille servant à l emballage du chocolat ou des grandes pièces de l industrie (pièces d aéronautique) ou des pièces à usages domestiques (bâtiment, automobile, ustensiles de cuisine...).

5 Les alliages d aluminium : le mélange de l aluminium avec d autres matériaux permet de modifier ses caractéristiques techniques, physiques et sa couleur. Les principaux alliages que l on rencontre le plus : Le Zamac : C est un alliage d aluminium et de zinc. Le zamac permet d obtenir des pièces moulées de grande précision. Il est très fréquemment utilisé dans la fabrication de pièces de décoration, des bijoux, des maquettes. - Le Duralumin : C est un alliage d aluminium, de cuivre et de magnésium. Il est très rigide et plus dur d où son nom. Il est très utilisé dans la fabrication d éléments : de mobilier, de fournitures de bureau, d aviation, d automobile, d horlogerie... LE CUIVRE Le cuivre est un métal de couleur rouge. Il est très souvent employé à la maison (fils électriques, tuyaux de distribution d eau de gaz, ustensiles de cuisine..). Il possède une conductibilité électrique très importante. Les alliages de cuivre : le mélange de l aluminium avec d autres matériaux permet de modifier ses caractéristiques techniques, physiques et sa couleur. Les principaux sont : - Le laiton : Allié au zinc, l assemblage donne du laiton. De couleur jaune, ce matériau se moule parfaitement et s usine très facilement donnant des pièces de très grande précision (robinetterie). Il se prête à des formages très complexes (instruments de musique). - Le bronze: Allié à l étain, l assemblage forme du bronze. de couleur jaune, ce matériau se moule parfaitement et est utilisé pour produire de petites séries et s usine très facilement donnant des pièces de très grande précision (robinetterie, objets décoratifs, sculptures, statuettes). Le bronze est le premier alliage qui a été réalisé et utilisé par l'homme. LE ZINC La principale utilisation du zinc en zinguerie et dans la galvanisation des aciers : le dépôt d'une mince couche de zinc en surface de l'acier le protège de la corrosion. L'acier galvanisé est utilisé dans l'automobile, la construction, l'électroménager, les équipements industriels, les toitures... L ETAIN L'étain était déjà connu dans l'antiquité, sur toute la planète. Il est utilisé principale pour le revêtement de tôles fines d acier, pour l étamage, la brasure et comme alliage. LE TITANE C'est un métal léger, résistant, d'un aspect blanc métallique, qui résiste à la corrosion. Le titane est cher, il est principalement utilisé dans les alliages légers et résistants pour l aéronautique.

6 L OR L ARGENT Il s'agit d'un métal précieux très recherché et apprécié sous forme de parures ou de pièces de monnaie depuis l'aube des temps historiques. L'or pur est un métal noble, le plus malléable et ductile des métaux connus, à la fois dense et tendre. C'est un métal jaune brillant qui ne s'oxyde ni à l'air ni dans l'eau : le fait qu'il préserve son éclat, perçu comme esthétique par toutes les cultures humaines, lui confère l'essentiel de sa valeur. C est un métal précieux relativement ductile et très malléable, apprécié pour son éclat blanc particulier. On l utilise notamment en bijouterie et, évidemment, en argenterie. Il est attaqué par les sulfures contenus dans les aliments, d'où le noircissement de la vaisselle en argent qu'on observe parfois.

7 Document annexe : Les matières plastiques Les thermoplastiques ou thermo formables Ce sont les plus utilisés. D une très grande plasticité, ils se moulent très facilement. De nombreux objets sont fabriqués à partir de plaques que l on plie ou que l on forme. Cette aptitude au formage est peut être très mauvaise à froid mais excellente à chaud (thermoformage). Ils peuvent être refondus et réutilisés. Exemples : PVC, Polystyrène, Nylon, Plexiglas. Les thermodurcissables Elles sont moulées une fois pour toute. Elles sont dures et rigides. Elles ne peuvent plus être déformées. Elles sont utilisées dans de nombreuses applications dans l industrie et à la maison. Exemple : Polyester. Le caoutchouc et les matières platiques caoutchouteuses Le caoutchouc est obtenu à partir du "latex", sève blanchâtre secrétée par un arbre l hévéa. Il a la propriété de reprendre sa forme après avoir été déformé et est d une grande élasticité: élastiques, chambres à air de véhicules Le caoutchouc est un élastomère. Aujourd hui, notamment à partir de pétrole, on fabrique des élastomères synthétiques comme le néoprène aux propriétés très proches de celles du caoutchouc. Sigles d'identification des plastiques On trouve ce sigle sous les bouteilles d'eau, boites alimentaires ou de congélation, biberons mais aussi sur les sacs de congélation, sacs de supermarchés Attention Le logo n'est pas indispensable au produit pour être recyclé. Il faut que la filière soit en place et le tri bien effectué.

8 Exemples de matières plastiques : - Polycarbonate (PC) : visière de casque, - Polyméthachrylate (PMMA) : vitres de sécurité (plexiglas) - Polytétrafluoroéthylène (PTFE) : joints, pièces de frottement (Téflon), moules de cuisine - Polychlorure de vinyle (PVC) : souple ou rigide pour gainage de fils ou tuyaux, menuiserie plastique - Polyamide (PA) : petits carters, toiles de parachute (nylon), pièces mécaniques (automobile) - Polyéthylène (PE) : sachets plastiques, emballages - Acrylonitrile butadiène styrène (ABS) : appareils électroménagers, carters d'aspirateur, corps de cafetières, jouets LEGO, pare- chocs - Polypropylène (PP) : mobilier de jardin, pare- chocs, tableaux de bord et habillage intérieur des voitures, pièces mécaniques moulées - Polyester (PET) : films plastiques, vêtements - Polyuréthane (PU) : sièges, appuie- têtes, accoudoirs, volants, toits ou tableaux de bord dans l industrie automobile (mousses pour isolation bâtiment, mousses flexibles), bande de roulement pour petite roue - Phénoplaste (PF) : cylindres moulés de disques de frein, manches de poêles, prises et interrupteurs de courant, pièces de fer à repasser électriques (bakélite). - Polystyrène expansé (PS) : boîtiers CD, couverts en plastique, verres en plastique, emballages alimentaires (pots de yaourt)... - Néoprène : combinaisons de plongée (caoutchouc synthétique)

9 Le recyclage des matières plastiques Le recyclage concerne principalement les plastiques suivant : PET Téréphtalate de polyéthylène : Solide, léger, étanche, résistant à la pression et aux chocs, ce plastique est très utilisé pour fabriquer les bouteilles plastiques notamment pour des boissons gazeuses. PP Polypropylène : De faible densité, inodore et sans incidence pour la santé, ce plastique est très présent dans les objets durs comme par exemple la vaisselle en plastique. PS Polystyrène : Matière dure et cassante et facile à déformer, elle est souvent utilisée pour la fabrication des gobelets à café. Il existe deux types de recyclage : Mécanique : L emballage est régénéré en matière première secondaire. Ceci permet ainsi de fabriquer à nouveau des éléments dans la même matière. Il est à noter qu aujourd hui il est possible de fabriquer des bouteilles neuves comportant jusqu à 25% de PET recyclé. Chimique : Le plastique est décomposé en plusieurs composants plastiques et est ensuite utilisé pour fabriquer des matières plastiques ou autres.