L’objectif général de cours consiste à comprendre le comportement des matériaux et structures simples, selon leur environnement et le type de sollicitation auquel elles sont soumises, afin de les optimiser et prévoir leur possible dégradation.

À la fin de ce cours, l’étudiant ou l'étudiante sera en mesure :

• de traduire en équations simples les concepts de base utilisés en ingénierie (absence de déformation plastique, absence de rupture, facteur de sécurité, masse minimale, etc.);
• de choisir judicieusement un matériau pour une application donnée;
• de proposer des moyens simples pour changer (améliorer) les propriétés des matériaux (modifications de composition chimique et de microstructure par des procédés simples);
• d’expliquer le lien entre les propriétés des matériaux et les liaisons atomiques, microstructures et défauts;
• d'expliquer en quoi les matériaux sont rarement homogènes et isotropes à de faibles échelles;
• de prévoir les modes de dégradation possible des matériaux et structures simples, et les minimiser par le choix des matériaux ou du design;
• de planifier une investigation et à appliquer des méthodologies éprouvées de caractérisation des matériaux.

Classification des matériaux (polymériques, céramiques, composites) et exemples d’application. Propriétés des matériaux et leur caractérisation. Liaisons atomiques, microstructure et propriétés des matériaux. Choix des matériaux. Structure cristalline et défauts. Effets des contraintes et de la température sur les structures simples : écrouissage, recristallisation, essais mécaniques. Structures polyphasées : diagrammes de phase, durcissement structural et diffusion. Aciers au carbone et faiblement alliés : microstructures, traitements thermiques, trempabilité, diagrammes TTT et TRC. Aciers fortement alliés. Alliages non ferreux. Propriétés et applications des céramiques. Défaillance des matériaux : fatigue, usure, corrosion, fluage.

Séances de laboratoire sur la caractérisation des matériaux, leurs modes de défaillance et les traitements thermiques permettant d’optimiser les alliages métalliques.

Notes importantes :

Les horaires et équipes de séances d’activité pratique seront déterminés lors du premier cours.

Objectif général

Le cours montrera comment l’ingénieur peut choisir de façon convenable un matériau pour une application donnée ou modifier les propriétés de celui-ci pour améliorer la performance d’une pièce en service ou sa mise en forme. Pour cela, le cours mettra en évidence les relations qui existent entre les propriétés des matériaux, leur structure, leur procédé de fabrication et les conditions d’utilisation.

Objectifs spécifiques

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

1. Acquérir les notions de base des propriétés mécaniques;
2. Décrire et prédire les mécanismes à l’origine des propriétés spécifiques des matériaux;
3. Acquérir des connaissances nécessaires pour choisir judicieusement un matériau pour des applications industrielles, en fonction de ses conditions d’utilisation, de ses propriétés et de sa mise en forme;
4. Développer des compétences en investigation expérimentale des matériaux et en rédaction de rapports techniques.

Stratégies pédagogiques 

1. Le livre : Le livre de référence (1) sert de base au cours. Sa lecture est essentielle à l’assimilation des notions de base. Il est fortement recommandé de lire les chapitres couverts par le cours . En particulier, le livre sert à consolider les notions présentées en classe.
2. Le cours (3 heures par semaine) : C'est le lieu idéal pour construire et tester ses connaissances. Des exposés magistraux seront encadrés par des périodes plus informelles où la participation active des étudiants est essentielle. Ces activités soutiendront l’écoute active et fourniront aux étudiants des opportunités d’autoévaluation.
3. Les exercices : Certaines applications numériques seront montrées en classe, mais la plupart des exemples seront suggérés (par le livre de référence) ou fournis aux étudiants.
4. Les échanges et discussions avec les autres étudiants: sont fortement encouragés. Une plateforme de discussion virtuelle sera disponible sur le site Moodle du cours. Utilisez-la pour poser vos questions ou essayer de répondre aux questions des autres. C’est le meilleur moyen d’apprendre et de valider vos connaissances.
5. Les devoirs : Ils seront attribués vers le cours #5 et le cours #11. Vous les traiterez en équipe de six à dix (6 à 10) et les remettrez SEULEMENT en un (1) exemplaire par équipe sur Moodle. Pour des raisons pédagogiques, il est essentiel de travailler en équipe; les devoirs qui ne seront pas réalisés en équipe de 6 à 10 étudiants se verront attribuer la note de zéro (0). Les solutionnaires seront disponibles sur le site Moodle avant les examens intra et final. Ces devoirs vous permettront de vérifier l’acquisition des connaissances et serviront d’entraînement pour les examens.
6. L'examen intra : L’examen intra permettra aux étudiants de baliser leur apprentissage en cours #8, de valider la compréhension des notions de base et de vérifier qu’ils réagissent correctement à des problèmes simples. L’examen sera fait en ligne sur la plateforme Moodle.
7. Les laboratoires (3 heures chaque semaine dans l’emploi du temps, excluant le temps de préparation) : Des séances de laboratoire permettent d’intégrer des notions par la pratique. Ils comptent pour environ le tiers de la note finale! Quatre (4) sujets seront traités au cours de ces séances : l'identification des matériaux, la corrosion, la fatigue et les traitements thermiques. La matière couverte dans les laboratoires fera aussi partie des examens. Pour chaque sujet, un rapport écrit sera demandé et noté (contenu, forme). Les étudiants doivent TOUS avoir préparé les laboratoires avant de venir aux séances de travaux pratiques.

           Toutes les séances de laboratoire ont lieu au local A-2150 (laboratoire des matériaux). Les étudiants travailleront en équipe de deux (2).

MEC200 - AUTOMNE 2023

CALENDRIER DES ACTIVITÉS
 

Sans objet.

Évaluation

Notes :

• Aux examens intra et final, aucune documentation n'est permise (sauf une feuille de formules, voir point en bas)
• Une feuille de formules (recto-verso 8.5"x11", préparée par l'étudiant) sera autorisée, et doit être remise avec l'examen.
• .Une moyenne de 50 % ou plus aux examens (i.e. moyenne de l’intra et de l’examen final) est nécessaire pour passer le cours.
• Aux examens, les téléphones cellulaires sont interdits.
• Aux examens, les calculatrices (inclusivement les calculatrices graphiques et programmables) sont fortement suggérées.
• Selon l’article 7.2.3 du Règlement des études de premier cycle, le total des notes des examens de même que tout travail individuel, doivent constituer au moins 60 % de l’ensemble des éléments d’évaluation du cours (Notons que MEC200 respecte ce seuil car 60% de la note provient d'évaluations individuelles).

Note :

Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

• Askeland, D. R., Wright, W. J., Le science et génie des matériaux. Livre (traduit en français) est disponible à la Coop ou online : https://www.goulet.ca/catalogue/detail/science-genie-materiaux.

NOTE :

• Site Web de la Coop : www.coopets.ca
• Courriel : libraire@coopets.ca

• Ce livre est une traduction de l’anglais. Vous pouvez donc également choisir la version anglaise (prix plus élevé) (ISBN : 978- 1337385497). Veuillez noter que la numération de chapitres n’est pas identique.
• Notes du cours : Diapositives (site web du cours MEC200).

• Ashby, M. F., Jones, D. R. H., Matériaux. T1 Propriétés, applications et conception, 4^e Ed., Dunod, 2013.

• Callister, W. D., Science et génie des matériaux, Modulo, 2001.

• Baïlon, J.P., Dorlot, J.M., Des matériaux, 3^e édition, Presses Internationales Polytechnique, 2000, ISBN 2-553-00770-1

• ASM Handbooks.

Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca

https://www.etsmtl.ca/Etudes/calendrier-universitaire