Matériaux
MSE-171 / coefficient 6
Enseignant(s): Boehm Courjault Emmanuelle, Drezet Jean-Marie, Gheysen Julie Nathalie S, Scrivener Karen, Sofia Lionel
Langue: Français
Résumé
Une introduction à la science des matériaux appliquée aux matériaux de construction courants, en particulier le béton et les métaux. Description de leur fabrication, leurs comportements mécanique et thermique et leur utilisation en construction.
Contenu
- Matériaux à base de ciment (bétons) : Fabrication et réactions chimiques, formation de microstructure. Technologie de l'utilisation, exigences et contraintes pratiques. Evolution des propriétés à jeune âge. Comportement mécanique et son évolution dans le temps, fissuration et rupture, viscoélasticité. Durabilité : les causes de dégradation et l'impact des paramètres de la fabrication, corrosion des armatures, carbonatation, réaction alkali granulat, gel/dégel, attaque sulfatique etc... Tendances dans le développement des matériaux à base de ciment. Les aspects environnementaux de la fabrication du ciment et du béton et leur utilisation.
- Verres : Composition, fabrication et utilisation.
- Liants (autres que cimentaires) : Composition des liants à base d'argile, de chaux et de gypse, leurs fabrications et utilisations.
- Bois : les différentes espèces d'arbres, leur constitution du macro au micro, leur utilisation dans la construction, leur comportement mécanique.
- Briques et maçonneries : La fabrication et les propriétés des briques (briques en terre cuite, briques silico-calcaires, briques en béton cellulaire etc...), leur utilisation dans la contruction.
- Métaux : les structures atomiques des métaux et alliages utilisés en génie civil, l'élaboration et la mise en forme des aciers et alliages d'aluminium, les propriétés mécaniques de base des métaux, la protection contre la corrosion, les diagrammes de phases, les traitements thermiques et les divers modes de durcissement.
- Thermique : notions de chaleur spécifique et de conductivité thermique, isolants et conducteurs thermiques, lois de Fourrier, application à des cas simples, notion de flux thermique et de perte thermique, application au simple et double vitrage, isolation thermique des batiments et dimensionnement des unités de chauffage domestique.
Mots-clés
Matériaux de construction, béton, liants, verres, bois, briques, maçonnerie, métaux, aciers, alliages d'aluminium, propriétés mécaniques, propriétés thermiques
Compétences requises
Cours prérequis obligatoires
Rien
Cours prérequis indicatifs
Rien
Concepts importants à maîtriser
Connaissance des éléments du tableau périodique et des réactions chimiques de base.
Compréhension des concepts basiques de la rupture et du comportement mécanique.
Acquis de formation
A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:
- Décrire la composition des matériaux de construction courants, comment ils sont produits et utilisés
- Expliquer la réaction d'hydratation du ciment et la formulation d'un béton
- Distinguer les différents processus de dégradation du béton
- Décrire la composition des verres sodocalciques et spéciaux ainsi que leur fabrication et leurs propriétés,
- Décrire la structure atomique des métaux et alliages utilisés en génie civil, la production et les procédés de mise en forme des aciers et alliages d'aluminium
- Analyser à partir d'un essai de traction les propriétés mécaniques d'un alliage
- Identifier les modes de durcissements des matériaux métalliques et les moyens de les protéger de la corrosion
- Décrire l'utilisation du bois dans la construction, le comportement mécanique d'un élément en bois
- Reconnaitre les modes de transfert thermique
- Distinguer un feuillu d'un résineux, que ce soit au niveau macro ou microscopique
- Décrire la fabrication des différents types de briques, leur usage et leur comportement dans une maçonnerie
- Résoudre des cas simples de transfert thermique
Compétences transversales
- Utiliser une méthodologie de travail appropriée, organiser un/son travail.
Méthode d'enseignement
Ex-cathedra avec séance(s) d'exercices. Démonstrations.
Travail attendu
Venir aux cours, être attentif et poser des questions pertinentes.
Méthode d'évaluation
Examen propédeutique écrit (+ test de mi-semestre écrit obligatoire)
Ressources
Bibliographie
MERCIER JP, ZAMBELLI G et KURZ W : Introduction à la Science des Matériaux, Traité des Matériaux, Presses Polytechniques Universitaires Romandes
ASHBY M et al : Matériaux, Ingéniérie, sciences et procédés, version française, Presses Polytechniques Universitaires Romandes
BARRALIS J et MAEDER G : Précis de Métallurgie, AFNOR 1997.
Ressources en bibliothèque
- Introduction à la Science des Matériaux, Traité des Matériaux / Mercier
- Matériaux, Ingéniérie, sciences et procédés / Deillon, Rappaz, Ashby...
- Précis de Métallurgie / Barralis
Liens Moodle
Préparation pour
Béton armé et précontraint, Constr. métallique, Constr. en bois, Voies de circulation, Constr. hydrauliques, Méc. des sols, Mec. des roches.
Dans les plans d'études
- Semestre: Printemps
- Forme de l'examen: Ecrit (session d'été)
- Matière examinée: Matériaux
- Cours: 4 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- TP: 2 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- TP: 2 Heure(s) hebdo x 14 semaines
- Type: obligatoire