CHAPITRE 3. Les critères de choix d un matériau

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1 CHAPITRE 3 Les critères de choix d un matériau

2 L aspect physique des matériaux à l épreuve du temps : L aspect des matériaux participe directement à l esthétique des objets techniques. Il est essentiel de s assurer que des objets conserveront leur aspect dans le temps. L un des principaux facteurs de dégradation est la corrosion due à l oxydation de certains matériaux, particulièrement les métaux. 1 : Les propriétés physiques des matériaux

3 Les propriétés mécaniques des matériaux : Les propriétés mécaniques des matériaux sont la dureté et la résistance aux efforts (traction, compression, flexion). Soumis à des efforts de plus en plus grands, un matériau se déforme de manière temporaire (s il reprend sa forme initiale lorsque l effort cesse : déformation élastoplastique) ou permanente (s il conserve cette déformation : déformation plastique). Au-delà d un certain effort, les matériaux cassent. 1 : Les propriétés physiques des matériaux

4 La résistance électrique des matériaux : Les métaux sont de très bon conducteurs d électricité. Ils offrent peu de résistance au passage du courant électrique contrairement aux matériaux isolants électriques (matière plastique, céramique, bois...). Certains matériaux sont dits semi-conducteurs : ils sont très utilisés pour réaliser les composants électroniques car ils laissent passer le courant électrique dans certaines conditions. 1 : Les propriétés physiques des matériaux

5 La résistance thermique des matériaux : A l inverse des métaux qui sont de bons conducteurs de la chaleur. La résistance thermique d un matériau est d autant plus élevée que son épaisseur est grande et que sa conductibilité thermique (capacité à conduire la chaleur) est faible. 1 : Les propriétés physiques des matériaux

6 L aptitude aux déformations plastiques : Les déformations plastiques sont des déformations permanentes obtenues en exerçant des efforts sur les matériaux par différents procédés de pliage ou de formage. L aptitude aux déformations plastiques dépend de la température de formage. 2 : L aptitude au façonnage des matériaux

7 L aptitude à la coupe : Les procédés de façonnage utilisent un outil pour découper, tailler ou sculpter un matériau. Ils sont fondés sur la différence de dureté entre le matériau à façonner et celui formant l outil : ce dernier doit être le plus dur. 2 : L aptitude au façonnage des matériaux

8 L aptitude au soudage : Certains métaux ont la faculté de s unir à l état liquide par soudage. Cette propriété permet des assemblages solides, rigides et irréversibles. L aptitude au soudage des métaux dépend de leur nature chimique. 2 : L aptitude au façonnage des matériaux

9 L aptitude au collage : Le collage est une opération d assemblage qui permet, grâce à une substance (colle), de maintenir par adhérence des matériaux en contact. La colle utilisée dépend de la nature des matériaux à assembler. 2 : L aptitude au façonnage des matériaux

10 La transformation d un matériau : Les matériaux que l on utilise, notamment en domotique, peuvent être issue de matières synthétiques mais ausi de matières naturelles. En voici un exemple avec la fabrication de pneumatiques. La fabrication du caoutchouc nécessite un approvisionnement abondant en latex. Ce dernier est obtenu grâce à la culture de l'hévéa dont Michelin possède d'immenses exploitations au Brésil.

11 Le coût de mise à disposition : Le coût de mise à disposition est la somme des coûts de chaque étape du cycle de vie des matériaux. Le coût de la matière première est fixé sur un marché mondial : il dépend en partie de la rareté ou de l abondance de la ressource. Les coûts liés à l élaboration du matériau dépendent du processus de fabrication, donc de l énergie et du personnel nécessaires. Ressources naturelles Extraction des ressources de la terre Matière première 3 : Les caractéristiques économiques des matériaux

12 Le coût de mise à disposition : Le coût de mise à disposition est la somme des coûts de chaque étape du cycle de vie des matériaux. Le coût de la matière première est fixé sur un marché mondial : il dépend en partie de la rareté ou de l abondance de la ressource. Les coûts liés à l élaboration du matériau dépendent du processus de fabrication, donc de l énergie et du personnel nécessaires. Ressources naturelles Matière première Elaboration des matériaux Matériaux 3 : Les caractéristiques économiques des matériaux

13 Le coût de mise à disposition : Le coût de mise à disposition est la somme des coûts de chaque étape du cycle de vie des matériaux. Le coût de la matière première est fixé sur un marché mondial : il dépend en partie de la rareté ou de l abondance de la ressource. Les coûts liés à l élaboration du matériau dépendent du processus de fabrication, donc de l énergie et du personnel nécessaires. Ressources naturelles Matière première Matériaux Fabrication d objets Objets 3 : Les caractéristiques économiques des matériaux

14 Le coût de mise à disposition : Le coût de mise à disposition est la somme des coûts de chaque étape du cycle de vie des matériaux. Le coût de la matière première est fixé sur un marché mondial : il dépend en partie de la rareté ou de l abondance de la ressource. Les coûts liés à l élaboration du matériau dépendent du processus de fabrication, donc de l énergie et du personnel nécessaires. Recyclage Matériaux Matériaux récupérés Incinération Réutilisation Objets 3 : Les caractéristiques économiques des matériaux

15 Le cycle de vie de l aluminium Electrodes en acier Anode Aluminium liquide pompé Electrodes en carbone Cathode Aluminium liquide formé en fond de cuve 3 : Les caractéristiques économiques des matériaux

16 LES CRITÈRES DE CHOIX D UN MATÉRIAU Le cycle de vie de l aluminium 12% 7% 38% Alumine Energie Main d oeuvre Carbone Autres coûts 14% 29% L aluminium est recyclé à 70 %. L énergie nécessaire pour cela est 95 % moins importante que pour produire l aluminium initial. 3 : Les caractéristiques économiques des matériaux

17 Les filières de valorisation des matériaux : Les matériaux qui composent un objet doivent être triés par famille avant de pouvoir être pris en charge pour être valorisés et subir le traitement adapté à leur nature. Pour un matériau donné, sa collecte et son retraitement constituent une filière spécifique (filière de l aluminium, du polychlorure de vinyle, du bois...). 3 : Les caractéristiques économiques des matériaux

18 3 : Les caractéristiques économiques des matériaux

19 POUR ALLER PLUS LOIN Les procédés industriels permettent de produire une quantité considérable de bouteilles en plastique qui, une fois usagées, sont très difficilement traitées.

20 LES CRITÈRES DE CHOIX D UN Fin de notre troisième chapitre