Au terme de ce cours, l’étudiant sera en mesure :

• d’identifier les mécanismes à l’origine des changements de propriétés des matériaux imputables à leur sollicitation en fatigue, fatigue corrosion et fluage;
• de différencier et expliquer les méthodes et les outils permettant de quantifier ces mécanismes;
• d’élaborer un plan de caractérisation d’un produit manufacturé.

Relations entre propriétés des matériaux, mi-crostructures et procédés de fabrication. Carac-térisation des pièces manufacturées. Microplasticité. Dislocations. Ténacité. Philosophie de conception avec tolérance au dommage

Objectifs généraux

Le cours démontrera pourquoi l’ingénieur doit utiliser plusieurs approches pour pouvoir comprendre et prédire la rupture des pièces manufacturées. En particulier, le cours couvrira plusieurs domaines allant de la micromécanique des dislocations à la philosophie de conception avec tolérance au dommage en passant par les notions de ténacité et de caractérisation des matériaux. Le cours mettra en évidence les relations qui existent entre les propriétés des matériaux, leurs structures, leurs procédés de fabrication et leurs conditions d’utilisation.

Objectifs spécifiques

À l’issue du cours, l’étudiant sera évalué sur sa capacité à pouvoir :

• identifier les mécanismes à l’origine des changements de propriétés des matériaux imputables à leur sollicitation en fatigue, fatigue corrosion et fluage;
• différencier et utiliser les méthodes et les outils permettant de quantifier ces mécanismes;
• élaborer un plan de caractérisation d’un produit défaillant.

Le livre : Le livre de référence est obligatoire et sert de base au cours. Sa lecture est essentielle à l’assimilation des notions de base. Il est recommandé de lire les chapitres couverts par le cours rapidement après le cours magistral (ils seront communiqués sur le site internet du cours). En particulier, le livre sert à préciser le vocabulaire.

Le cours et le TP : C'est le lieu idéal pour construire ses connaissances. Des exposés magistraux seront encadrés par des périodes informelles où la participation active des étudiants est essentielle. Ces activités soutiendront l’écoute active et fourniront aux étudiants des opportunités d’auto-évaluation. Les premiers seront essentiellement des cours magistraux. Les cours laisseront de plus en plus la place à des exposés oraux par des intervenants et les étudiants du cours.

Des exercices de réflexion et théoriques : Pour illustrer certaines notions, des applications numériques seront montrées en classe.

Échanges et discussions : « On apprend plus de ses pairs que du professeur » Confucius. Les échanges et discussions avec les autres étudiants seront fortement encouragés. Certains documents seront évalués/corrigés par les autres étudiants du cours grâce à un partage des documents via Google Drive.

Conférenciers invités : Une fois que de nombreux outils scientifiques auront été mis en place, un conférencier travaillant dans le domaine de l’analyse de rupture, de la fatigue, et de la caractérisation des matériaux ou de l’inspection non destructive viendra présenter des cas concrets industriels.

Contexte professionnel : Les évaluations du cours (devoirs 2 à 4, intra, projet de session et devoir final) seront faites dans un contexte professionnel où l’étudiant doit gérer son projet comme un projet dans un contexte industriel. Les notes obtenues pourront être multiplier par un facteur allant de 0,5 à 1,1.

Micro-tests : Au début de certains cours, un micro-test de 5-10 minutes sera donné et corrigé aussitôt en classe. Le niveau de ces micro-tests sera tel qu’il permettra aux étudiants de baliser leur apprentissage et confirmer les points essentiels du cours.

Intra (15%) : Fait "à la maison" et il peut être fait en groupe (maximum 5 étudiants) au cours de deux semaines.

Devoirs (41%) : Quatre devoirs seront donnés au cours de la session. Le premier est à remettre dès le deuxième cours. La pondération est la suivante : 5% + 12% + 12% + 12%. Les devoirs 2 à 4 seront présentés à l’oral dans le cadre du cours : le contexte est une synthèse de lecture faite à un supérieur hiérarchique. Le document Powerpoint sera également évalué et un résumé d'une page devra être rédigé et déposé sur le site moodle du cours pour évaluation. Les étudiants évalueront également les travaux des autres étudiants.

Le projet de synthèse (24%) : Il permet d’intégrer les notions apprises dans le cours sur une problématique concrète qui pourra être reliée au sujet de thèse de l’étudiant. Ce sujet du projet sera validé avec le professeur la mi-juin au plus tard et sera évalué lors d’une soutenance orale en fin de cours (14%) et un résumé de deux pages de texte (10%). Les présentations orales auront lieu en semaine 14 de la session (voir calendrier plus bas). Le rapport devra être remis au premier jour de la période d’examen.

Devoir final (20%) : Fait "à la maison" pendant la période des examens et il peut être fait en groupe (maximum 5 étudiants) au cours de deux semaines.

STRUCTURES ET DATES DES COURS

Les dates en gras représentent les jours de présentations orale des devoirs 2, 3 et 4.

Les présentations auront donc lieu à la fois en après-midi et en soirée.

Rappel : Les évaluations (devoirs 2 à 4, intra, projet de session et devoir final) seront faites dans un contexte professionnel et les notes obtenues pourront être réduites par un facteur multiplicateur allant de 0,5 à 1,2 si ce contexte n’est pas respecté.

Clause particulière : Une note de 50 % ou plus dans les examens est nécessaire pour passer le cours.

À définir suivant les travaux.

• Richard W. Hertzberg, « Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials », 4^e, 5^e ou 6^e édition.

• « Fatigue and Fracture », Volume 19, 1996, 1057 p., ISBN 0-87170-385-8, ASM.
• Norman E. Dowling, « Mechanical Behavior of Materials: Engineering Methods for Deforma on, Fracture and Fatigue », 1999, 830 p., ISBN 0-13-905720-X, Prentice Hall.

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