École Privée d’Ingénierie du Niger — L’école du nouveau monde

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Unité d’enseignement : CM · S5 · UE1 — Propriétés, Déformation et Matériaux

  • Mise en Forme par Déformation Plastique

    Ce cours présente l’ensemble des techniques qui permettent de passer d’une tôle, d’un profilé ou d’un lopin brut à une pièce ou un ouvrage chaudronné : tracer et développer les formes, découper, plier, rouler, cintrer, bomber, emboutir, agrafer, puis organiser ces opérations dans une gamme de fabrication et des contrats de phase. On étudie le fonctionnement des machines de l’atelier (cisaille guillotine, poinçonneuse, presse plieuse, rouleuse, cintreuse, table de découpe thermique) et les principes du formage des produits massifs (forgeage, laminage, tréfilage, frittage). Le cours est très pratique : 20 heures de TP conduisent l’étudiant du développement des formes usuelles à la réalisation de mini-projets (trémie, virole, bac agrafé, piquage) tels qu’on les rencontre dans les ateliers de Niamey et de Maradi.

    Objectifs d’apprentissage

    • Calculer et tracer les développés des formes usuelles et optimiser l’imbrication pour limiter les chutes.
    • Choisir un procédé de découpage et calculer l’effort de cisaillage ou de poinçonnage.
    • Déterminer la longueur développée d’une pièce pliée, l’effort de pliage, le flan d’un embouti et les réglages de roulage.
    • Établir une gamme de fabrication et un contrat de phase pour un ouvrage chaudronné simple.
    • Décrire les procédés de formage des produits massifs et leurs grandeurs caractéristiques (réduction, déformation vraie).
    • Réaliser en sécurité les opérations d’atelier et contrôler les pièces obtenues.

    Prérequis

    Dessin technique et lecture de plans, géométrie plane et trigonométrie, propriétés mécaniques des matériaux (Re, Rm, A %), règles de sécurité en atelier.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Géométrie descriptive, développement, traçage et optimisation des chutes
    2. Leçon 2 — Procédés de découpage des tôles et profilés
    3. Leçon 3 — Mise en forme des tôles : pliage, roulage, cintrage, bombage, emboutissage et agrafage
    4. Leçon 4 — Gamme de fabrication, machines et formage des produits massifs

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 10 h de CM, 10 h de TD, 20 h de TP et 20 h de TPE ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (pièces réalisées en TP notées sur grille, comptes rendus, mini-projet, quiz) et examen terminal écrit (calculs de développés, efforts, gamme).

    Bibliographie

    • A. Chevalier, Guide du dessinateur industriel, Hachette Technique.
    • R. Quatremer, J.-P. Trotignon, Précis de construction mécanique, Nathan / AFNOR.
    • Techniques de l’Ingénieur, série « Mise en forme des métaux et fonderie » (articles pliage, emboutissage, découpage).
    • S. Kalpakjian, S. R. Schmid, Manufacturing Engineering and Technology, Pearson.
    • Documentation Institut de Soudure et fiches techniques des constructeurs de presses plieuses et rouleuses.

  • Propriétés des Matériaux

    Ce cours donne au futur technicien supérieur en chaudronnerie et construction métallique les bases scientifiques nécessaires pour comprendre, mesurer et comparer les propriétés des matériaux qu’il met en œuvre : aciers de construction des charpentes et hangars, aciers inoxydables des cuves agro-alimentaires, alliages d’aluminium, polymères des joints et revêtements, composites et céramiques. On relie systématiquement les propriétés (résistance, rigidité, déformabilité, conductivités, dilatation, tenue à la corrosion) à la structure du matériau (liaisons, empilement des atomes, microstructure), puis on présente les procédés d’élaboration qui conduisent aux produits livrés en atelier (lingots, brames, tôles, profilés, tubes) et les critères de choix selon l’usage et la mise en œuvre (soudage, formage, usinage). Le contexte nigérien (chaleur, poussière, atmosphère parfois agressive, approvisionnement en produits importés et certificats matière) sert de fil conducteur.

    Objectifs d’apprentissage

    • Distinguer les grandes classes de matériaux et expliquer leurs propriétés par le type de liaison et la structure cristalline.
    • Réaliser et exploiter les essais mécaniques normalisés (traction, dureté, résilience) et en calculer les caractéristiques.
    • Quantifier les propriétés physiques utiles (masse volumique, dilatation, conductivités) et les intégrer à un calcul simple.
    • Décrire la filière d’élaboration de l’acier et des principaux demi-produits, et lire une désignation normalisée.
    • Choisir un matériau en fonction des sollicitations, de l’environnement et de l’aptitude au soudage et au formage.

    Prérequis

    Chimie et physique générales (atome, liaisons, unités SI), résistance des matériaux de base (contrainte, allongement), notions de métallurgie et de soudage vues en S1-S4.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Classes de matériaux, liaisons et structures cristallines
    2. Leçon 2 — Propriétés mécaniques et essais normalisés
    3. Leçon 3 — Propriétés physiques, corrosion et choix des matériaux
    4. Leçon 4 — Élaboration des produits métallurgiques et aptitude à la mise en œuvre

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 20 h de cours magistral (CM), 10 h de travaux dirigés (TD), 10 h de travaux pratiques (TP) et 20 h de travail personnel de l’étudiant (TPE) ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (comptes rendus de TP, interrogations de TD, quiz en ligne) et examen terminal écrit. Les comptes rendus de TP comptent dans la note de contrôle continu.

    Bibliographie

    • M. F. Ashby, D. R. H. Jones, Matériaux, tomes 1 et 2, Dunod.
    • W. D. Callister, D. G. Rethwisch, Science et génie des matériaux, Dunod / Modulo.
    • J.-P. Baïlon, J.-M. Dorlot, Des matériaux, Presses internationales Polytechnique.
    • G. Murry, Aide-mémoire Métallurgie : métaux, alliages, propriétés, Dunod.
    • Normes NF EN ISO 6892-1 (traction), NF EN ISO 6506-1 (Brinell), NF EN ISO 148-1 (Charpy), NF EN 10025 et NF EN 10204.