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Sciences

Les propriétés mécaniques des matériaux

Une propriété mécanique est une propriété caractéristique d'un matériau qui décrit son comportement lorsqu'il est soumis à une ou plusieurs contraintes mécaniques.

Sous l'effet d'une contrainte, certains matériaux se déforment (ex.: caoutchouc) alors que d'autres résistent (ex.: verre) ou encore se brisent (ex.: porcelaine). Le fait que les matériaux ne réagissent pas tous de la même façon sous l'effet des contraintes est fonction de leurs propriétés mécaniques. La connaissance des propriétés mécaniques des matériaux est essentielle à la conception et à la fabrication d'objets techniques. Il est en effet important de sélectionner les matériaux adéquats afin que la pièce créée puisse résister aux contraintes qu'elle subit. Le tableau suivant présente les principales propriétés mécaniques.

Propriété Définition Exemple
Dureté Propriété d'un matériau de résister à la pénétration d'un autre matériau.

Le diamant est le matériau qui possède la plus grande dureté.
 
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Ductilité Propriété d'un matériau de s'étirer sans se rompre.

Le cuivre, qui peut être étiré, est utilisé dans la fabrication de fils électriques.

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Élasticité Propriété d'un matériau de se déformer puis de reprendre sa forme initiale par la suite. Le pneu d'une voiture se déforme sous le poids de celle-ci.

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Fragilité Propriété d'un matériau de se briser plutôt que de se déformer. Un verre en porcelaine se brise plutôt que de se déformer.

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Malléabilité Propriété d'un matériau de s'aplatir ou de se courber sans se rompre. L'aluminium est un matériau malléable que l'on peut aplatir en feuilles.

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Résilience Propriété d'un matériau de résister aux chocs sans se rompre. Un casque de moto est conçu pour résister aux chocs.

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Rigidité Propriété d'un matériau de garder sa forme, même lorsqu'il est soumis à diverses contraintes. Le tablier d'un pont est conçu pour garder sa forme malgré le poids des voitures qui y circulent.

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Autres propriétés des matériaux

Outre celles mécaniques, d'autres propriétés peuvent aussi être recherchées dans les matériaux. Par exemple, un ingénieur qui doit concevoir un contenant isolant n'utilisera pas les mêmes matériaux que s'il voulait fabriquer un chaudron devant conduire la chaleur. En voici quelques-unes:

Propriété Définition Exemple
Résistance à la corrosion Propriété d'un matériau de résister à l'action de substances corrosives qui peuvent provoquer, entre autre, la formation de rouille. Une carrosserie d'automobile doit pouvoir résister à la rouille.

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Conductibilité électrique Propriété d'un matériau de transmettre le courant électrique. Les fils électriques doivent être fabriqués dans un matériau conducteur.

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Conductibilité thermique Propriété d'un matériau de transmettre la chaleur. Un chaudron doit laisser passer la chaleur afin de pouvoir cuire les aliments.

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Coefficient de dilatation thermique Propriété d'un matériau dont le volume varie en fonction d'un changement de température. Le liquide à l'intérieur d'un thermomètre se dilate sous l'effet de la chaleur.

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Les exercices

Les références