UE0807GMSP - OPTION GENIE DES MATERIAUX DE STRUCTURE ET PROCEDES

Collage
- Les théories de l'adhésion
- Les substrats et les traitements de surface.
- Technologie des adhésifs
- Conception et dimensionnement des assemblages collés.
- Evaluation de l'adhérence.
- Durabilité des assemblages collés.

Soudage & Brasage
- Les procédés de soudage (Procédés à l'arc sous protection gazeuse, Procédés à haute densité d'énergie, Procédés de soudage par résistance électrique, autres procédés)
- Les procédés de brasage
- Métallurgie du soudage (Transformation avec ou sans fusion, Phénomènes de fissuration dans les joints soudés, Traitements thermiques des joints soudés)

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Ce cours aborde les principaux types de composites (matrice et de renforts), les méthodes d'élaboration, leurs propriétés mécaniques, leur intérêt technologique et les marchés potentiels et les fournisseurs.

- La partie « composites biosourcés » traite des fibres naturelles en détaillant leur nature chimique, leurs caractéristiques mécanique et morphologique, puis présente les principaux biopolymères utilisés comme résine en agroplasturgie. Les procédés d'assemblage et la caractérisation des agromatériaux (comportement mécanique, thermo-mécanique, durabilité, compostabilité, biodégradabilité) sont ensuite abordés. Enfin des études de cas sont proposées.

- La partie « composites à matrice métallique » (CMM) présente les métaux utilisés comme matrice, ainsi que les renforts. L'importance de l'interface renfort-matrice est aussi mise en évidence. Les procédés de fabrication et les propriétés spécifiques des CMM sont developpés théoriquement puis à travers la découverte d'applications industrielles.

- La partie « composites à matrice céramique » (CMC) introduit d'abord les notions de base sur les céramiques massives et leur comportement mécanique puis s'attache aux mécanismes de renforcement des cermets (WC·Co), par dispersoides (Al2O3/ZrO2) et par fibres longues (C/C, C-SiC, SiC-SiC).

This course covers the main types of composites (matrix and reinforcing elements), the production processes, their mechanical properties, their technological interests and the potential markets and suppliers.

- The bio sourced composites part deals with natural fibbers detailing their chemical nature, their mechanical and morphological characteristics and presents the main biopolymers used as resin in agri-plastic. Assembly processes and characterization of biomaterials (mechanical behaviour, thermo-mechanical, sustainability, compostability, biodegradability) are then discussed. Finally, case studies are proposed.

- The metallic matrix composites (MMC) part shows metals used as matrix, principal reinforcements. The importance of reinforcement-matrix interface is also demonstrated. The processes methods and the specific properties of CMM are developed then through the discovery of industrial applications.

- The ceramic matrix composites (CMM) part first introduces the basic concepts on bulk ceramics and their mechanical behaviour, then describes the reinforcement mechanisms of Cermets (WC·Co), by dispersoids (Al2O3/ZrO2) and by long fibres (C/C, C-SiC, SiC-SiC).

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TP1 : Contrôle qualité des matières premières à reception
TP2 : Contrôle qualité des pré-imprégnés
TP3 : Découpe des éprouvettes dans une plaque en composite selon un plan
TP4 : Contrôle des propriétés mécaniques du composite
TP5 : Contrôle des propriétés physico-chimiques du composite
TP6 : Contrôles des propriétés physico-chimique et mécanique des matériaux métalliques
Controles des macrostructures et microstructures, macro et microdureté, Diffraction aux RX, Spectromètre aux UV, EDX


TP1 : Quality control of raw materials at reception
TP2 : Quality control of pre-impregnated
TP3 : Cutting of samples in a composite plate according to a scheme
TP4 : Mechanical tests of composites
TP5 : Physical and chemical properties of composites
TP6: Physical, chemical and mechanical proprerties of metallic materials
Control of macrostructure and microstructure, macro and micro hardness, RX Diffraction, UV Spectrometry - EDX

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Ce cours dresse un tableau général de la troisième grande classe des matériaux solides (après les métaux et les polymères). Les céramiques à usages thermomécaniques sont abordées plus particulièrement.
- Objets céramiques : Céramiques traditionnelles, techniques et thermomécaniques. Impact économique. Caractérisation physique et rôle des défauts sur le comportement des céramiques.
- Élaboration : Techniques du frittage, mécanismes du frittage en phase solide, frittage naturel des céramiques oxydes (alumines, zircones), frittage des céramiques à base de silicium (carbures et nitrures de silicium).
- Comportement mécanique : Comportement à la rupture (contraintes à la rupture et ténacité), rupture différée (fatigue statique, fissuration sous critique), statistique de la rupture (modèle de Weibull, probabilité de rupture d'une pièce céramique, détermination et signification des paramètres de Weibull) et prédiction de durée de vie (diagrammes SPT et test d'épreuve).
- Comportement thermomécanique : Fluage (fluage visqueux, fluage diffusionnel, détermination des paramètres de fluage, fluage cavitation), chocs thermiques (analyses thermoélastique et énergétique, paramètres de résistance aux chocs thermiques).

This course gives an overall perspective of the third class of solid materials (beside metals and polymers). Structural ceramics will be particularly covered:
- Ceramic objects: traditional, technical and structural ceramics. Economic impact. Physical features and effect of defects on the ceramic behaviour.
- Process: sintering techniques, solid state sintering mechanisms, sintering of oxide ceramics (alumina, zirconia), sintering of base-silicon ceramics (carbides and nitrides).
- Mechanical behaviour: failure behaviour (strength of failure and toughness), time-dependent failure (static fatigue, sub-critical cracking), failure statistics (Weibull model, probability failure of a ceramic, determination and meaning of the Weibull parameters) and time-life prediction (SPT diagrams and proof tests).
- Thermo-mechanical behaviour: Creep (viscous creep, diffusion creep, creep parameters determination, cavitation creep), thermal chocks (thermo-elastic and energetic analyses, parameters of thermal chock strength).

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