Le cours de matériaux vise à donner à l’ingénieur généraliste des outils pour exercer en situation d’analyse d’avarie, de (re-)conception de produit, et d’optimisation de processus de fabrication sous contrainte de durabilité. En ce sens, l’étudiant devra acquérir et savoir utiliser des capacités analytiques et un esprit critique dans le domaine des matériaux.

Les matériaux sont abordés sous l’angle de leurs propriétés (caractérisation de la performance). Le cycle matière, de l’élaboration du matériau à la fabrication d’objet, jusqu’aux options de fin de vie, est décrit pour les grandes familles, en insistant pour chacune sur les spécificités de mise en œuvre inhérentes à la nature des matériaux transformés. Les aspects technologiques macroscopiques sont systématiquement associés à la description des modèles microscopiques qui permettent de les généraliser.

Enfin, une méthode de sélection à partir de critères objectifs est présentée.

Exemples de thèmes pratiques et technologiques :

Synthèse et caractérisation des polymères, thermoplastiques, thermodurcissables, DSC, spectroscopie infraroupe, Moulage par infusion sous vide, choix d'un matériau par la méthode de Ashby, Ansys Granta EduPack

Notions clés pour la promotion apprentie :

- Utiliser les modèles de représentation de la microstructure des matériaux métalliques (cristal parfait, défauts, diagrammes d’équilibre)
- Fonder les propriétés macroscopiques (rigidité, résistance mécanique, conductivité électrique, thermique) des matériaux sur la nature des liaisons chimiques qui les constituent.
- Apprécier ces propriétés (les mesurer, les caractériser).
- Décrire l’élaboration des alliages métalliques à partir des ressources minérales et énergétiques dans une perspective de bilan matière et énergie.
- Citer et justifier les secteurs d’emploi des principaux alliages.
- Analyser la mise en œuvre des alliages métalliques (distinguer opérations de mise en forme et de parachèvement - traitement de surface, les contextualiser).
- Illustrer la relation procédé – microstructure - propriétés au sein de ce processus (écrouissage restauration recristallisation, trempe-revenu).
- Décrire les mécanismes de la dégradation des matériaux métalliques produite par l’environnement
- Étudier les matériaux composites (matrices organiques et autres) décrire leurs structures, analyser leurs propriétés et leur mise en œuvre, appliquer la loi des mélanges ...
- Fonder la sélection d’un matériau sur une méthode et des critères objectifs.

Notions clés pour la promotion initiale :

• Décrire l’élaboration des matériaux polymères organiques à partir des matières premières ainsi que leur fin de vie.
• Décrire la structure microscopique de ces matériaux et leurs outils de caractérisation spécifiques.
• Faire le lien entre microstructure et propriétés macroscopiques des matériaux polymères
• Citer les principaux usages, les grandes familles de matériaux organiques, les adjuvants et les charges.
• Analyser la mise en œuvre des matériaux polymères (choisir un procédé de mise en forme en fonction de différents critères).
• Illustrer les modèles rhéologiques et mécaniques au sein de ce processus.
• Distinguer les différentes familles de céramiques
• Citer leurs principales propriétés
• Analyser le processus d'élaboration et mise en œuvre des matériaux céramiques
• Illustrer la relation procédé – microstructure - propriétés au sein de ce processus
• Étudier les matériaux composites à matrice organiques et autres : décrire leurs structures, analyser leurs propriétés et leur mise en œuvre, appliquer la loi des mélanges ...
• Fonder la sélection d’un matériau sur une méthode et des critères objectifs.