matériau. n.m., nom générique des produits constitutifs des constructions, des machines et des engins. L'étude des matériaux porte essentiellement sur l'évaluation de leur comportement face aux contraintes qui leur seront imposées par l'usage auquel on les destine. Les contraintes mécaniques. Les matériaux sont généralement utilisés au-dessous de leur limite élastique ; leur comportement sous contrainte est, dans ce cas, étudié par la théorie mathématique de l'élasticité. La plupart des ouvrages statiques (bâtiments) ou semi-statiques (ponts et viaducs) peuvent toutefois être conçus par l'application d'une théorie simplifiée, appelée « résistance des matériaux ». Les matériaux de construction minéraux, naturels et artificiels, tels que les pierres, les briques, les parpaings, le béton, présentent généralement une bonne résistance à la compression et une résistance très faible à la traction, ce qui les rend inaptes à la réalisation de poutres ou de dalles porteuses, dont la partie inférieure est sous tension. Les métaux, en revanche, ont des comportements symétriques à la traction et à la compression, à l'exception de la fonte dont la résistance à la traction est relativement médiocre. Le béton armé combine la résistance à la compression du béton et la résistance à la traction de ses armatures. C'est la symétrie du comportement de l'acier qui a permis la réalisation des ponts et des grands ouvrages en treillis métalliques, dont les divers éléments travaillent sous l'effet soit d'une compression, soit d'une traction. Le bois est un matériau naturel qui résiste bien à la traction (donc à la flexion). Il fut traditionnellement utilisé pour la réalisation des fermes avant l'apparition de l'acier. Aujourd'hui, il permet de réaliser des structures légères et de très grandes portées grâce à des structures composites en lamelles de bois collées. Les contraintes thermiques. De nombreux minéraux, ainsi que le bois déshydraté (et maintenu ainsi par un revêtement), se comportent bien à basse température. Il en est de même de certains aciers inoxydables, de l'aluminium et du cuivre. L'acier ordinaire, en revanche, devient fragile et peut casser comme du verre sous l'effet d'un choc, sans pour autant que sa résistance statique à la rupture diminue significativement. Les matériaux minéraux résistent relativement bien aux températures élevées, et il est possible d'élaborer des produits réfractaires spécialisés, susceptibles de conserver de bonnes propriétés mécaniques jusqu'à des températures proches de 2 000 o C. Les métaux de construction sont rarement réfractaires (le tungstène, par exemple, très réfractaire, n'est pas disponible en quantité suffisante pour être utilisé en construction) ; le titane, toutefois, peut être utilisé pour constituer les pointes et les bords d'attaque des avions hypersoniques. Dans les fours industriels, des alliages d'acier réfractaire à haute teneur en chrome et en nickel permettent de dépasser la température de 800 o C. Les contraintes de corrosion. Elles sont innombrables et nécessitent le recours à toutes les méthodes de protection des matériaux usuels qui ne présentent pas de résistance propre (peintures, vernis, revêtement anticorrosion, protection cathodique, etc.) et la recherche de matériaux nouveaux présentant une résistance intrinsèque. L'industrie chimique, en particulier, a développé des réacteurs et des tuyauteries ébonités, plastifiés et émaillés, ainsi que des alliages résistant spécifiquement à des corrosions particulières. En raison de leur résistance à la corrosion atmosphérique ou à la corrosion marine, les matériaux plastiques sont très souvent utilisés : réalisation de coques de bateaux ou de caravanes en résines polyester insaturées ou en bois lamellé, collé aux résines époxydes, construction de carrosseries de véhicules, etc. L'avenir des matériaux. À côté des matériaux traditionnels (qui ne seront certainement pas remplacés dans l'ensemble de leurs applications) apparaissent tous les jours des matériaux nouveaux destinés à résoudre des problèmes spécifiques, souvent difficiles. C'est ainsi que sont nées des céramiques réfractaires, élaborées avec la précision des pièces mécaniques, qui constituent de véritables composants de machines capables de résister à des températures exceptionnelles, ou les premiers matériaux composites, tels que les résines polyester armées de fibres de verre, capables d'absorber les chocs et dont l'usage s'est généralisé dans la construction automobile. Mais la recherche de performances exceptionnelles a fait apparaître d'autres matériaux composites, tels que les tiges et les mâts en fibres de carbone agglomérées, dotés d'une capacité extrême de résistance à la flexion et d'absorption des vibrations dues à des percussions. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats acier architecture - Les matériaux de l'architecture béton bois - 1.BOTANIQUE brique corrosion élasticité - 1.TECHNIQUE Lafarge pierre plastiques (matières) - L'industrie des matières plastiques plastiques (matières) - L'industrie des matières plastiques - La transformation en produits finis résistance des matériaux roches - Les roches et l'homme
