Résistance des Matériaux 1

La résistance des matériaux (RDM) permet de vérifier qu’une pièce ou une structure supporte les efforts auxquels elle est soumise sans se rompre ni trop se déformer. Pour le chaudronnier et le charpentier métallique, c’est l’outil qui justifie la section d’un tirant de hangar, le diamètre des boulons d’une éclisse, l’arbre d’une rouleuse, la flèche d’une panne ou d’une passerelle. Ce premier cours de RDM part des propriétés des matériaux (métaux, polymères, composites), pose les notions de contrainte et de déformation et la loi de Hooke (théorie de l’élasticité linéaire), traite les sollicitations simples (traction, compression, cisaillement, torsion, flexion) puis les applications industrielles : essais normalisés de résistance et démarche de choix des matériaux. Les travaux pratiques guidés (essai de traction, flexion trois points, dureté Brinell) relient les formules aux mesures.

Objectifs d’apprentissage

• Décrire et comparer les propriétés mécaniques et physiques des métaux, polymères et composites.
• Définir contrainte, déformation, module d’Young, coefficient de Poisson, et appliquer la loi de Hooke (y compris sous forme généralisée et thermique).
• Dimensionner une pièce en traction, compression, cisaillement, torsion et flexion simple avec un coefficient de sécurité.
• Réaliser et exploiter les essais de traction, de flexion, de dureté et de résilience.
• Choisir un matériau à l’aide d’indices de performance et de critères de service (corrosion, température, coût, disponibilité).

Prérequis

Statique (équilibre, moments, réactions d’appuis), mathématiques de S1 (dérivées, intégrales), métallurgie physique (S2) en parallèle.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Propriétés des matériaux : métalliques, polymères et composites
2. Leçon 2 — Contraintes, déformations et théorie de l’élasticité
3. Leçon 3 — Sollicitations simples : traction, compression, cisaillement, torsion et flexion
4. Leçon 4 — Applications industrielles : essais de résistance et choix des matériaux

Modalités d’évaluation

Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 10 h de TP et 20 h de TPE ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, comptes rendus des TP guidés de traction, flexion et dureté, quiz en ligne) et examen terminal écrit (problèmes de dimensionnement).

Bibliographie

• S. Timoshenko, Résistance des matériaux, tomes 1 et 2, Dunod.
• J.-L. Fanchon, Guide de mécanique : sciences et technologies industrielles, Nathan.
• M. F. Ashby, Choix des matériaux en conception mécanique, Dunod.
• W. D. Callister, Science et génie des matériaux, Dunod.
• A. Giet, L. Géminard, Résistance des matériaux, Dunod.