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

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Unité d’enseignement : CM · S2 · UE4 — Technologie et Construction 2

  • Matériaux Métalliques

    Le chaudronnier et le charpentier métallique travaillent chaque jour des matériaux dont ils doivent comprendre le comportement : une tôle S355 qui se fissure au soudage, une virole inox qui se corrode, un axe C45 trop dur pour être usiné, un profilé d’aluminium qui perd sa résistance après soudage. Ce cours donne les bases de la science des matériaux métalliques utiles à l’atelier : structure cristalline, essais mécaniques et examens micrographiques, diagrammes de phases (en particulier le diagramme fer-carbone), désignation normalisée des aciers, fontes, alliages d’aluminium et de cuivre, et traitements thermiques dans la masse. Les exemples sont tirés du contexte nigérien : profilés et tôles importés dont il faut vérifier le certificat matière, pièces d’usure des installations minières d’Arlit, réservoirs et tuyauteries de la SORAZ, menuiserie aluminium.

    Objectifs d’apprentissage

    • Classer les matériaux selon leur structure, leurs propriétés et leurs domaines d’application.
    • Caractériser un matériau par les essais de traction, de dureté et de résilience et par l’examen micrographique.
    • Lire un diagramme d’équilibre binaire et appliquer la règle des leviers, notamment au diagramme Fe-Fe3C.
    • Décoder et choisir une désignation normalisée (EN 10027, EN 1560, EN 573, EN 1412) adaptée à un emploi.
    • Choisir et définir un traitement thermique (recuit, trempe, revenu, maturation) adapté aux conditions d’emploi.

    Prérequis

    Chimie et physique générales (atomes, liaisons, chaleur), notions de résistance des matériaux (contrainte, déformation) vues au S1 et au S2.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Structure des métaux, classification des matériaux et essais de caractérisation
    2. Leçon 2 — Diagrammes d’équilibre : règle des leviers et diagramme fer-carbone
    3. Leçon 3 — Aciers, fontes, alliages d’aluminium et de cuivre : désignation normalisée, propriétés et emplois
    4. Leçon 4 — Traitements thermiques dans la masse : recuits, trempe, revenu et maturation

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 10 h de TP (laboratoire d’essais et atelier de traitement thermique), 20 h de TPE ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (comptes rendus de TP d’essais et de traitement thermique, interrogations de TD) et examen terminal écrit.

    Bibliographie

    • J. Barralis, G. Maeder, Précis de métallurgie : élaboration, structures-propriétés, normalisation, AFNOR / Nathan.
    • 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.
    • G. Murry, Métallurgie : métaux, alliages, propriétés, Dunod.
    • OTUA, Désignation des aciers (fiches normatives NF EN 10027-1 et -2).

  • Technologie de Construction et des Assemblages Soudés

    Ce cours de deuxième semestre relie la conception mécanique assistée par ordinateur aux ouvrages typiques du chaudronnier-tuyauteur. Dans une première partie, l’étudiant part de dessins d’ensemble incomplets de mécanismes réels simples (support de palier, vérin de serrage, réducteur de treuil de levage…) pour améliorer une solution constructive, modéliser les pièces en 3D, réaliser l’assemblage, l’animer, puis produire le dessin d’ensemble 2D avec nomenclature et le dessin de définition d’une pièce (chaînes de cotes, ajustements, tolérances géométriques, rugosité). Dans une seconde partie, il étudie les composants des installations de fluides rencontrées au Niger — brides, tubes et accessoires, chaudières d’huilerie ou de raffinerie (SORAZ), réservoirs de dépôts pétroliers, ballons sous pression — et apprend à lire et produire un dessin isométrique de tuyauterie.

    Objectifs d’apprentissage

    • Analyser un mécanisme existant à partir d’un schéma ou d’un dessin d’ensemble et proposer une solution technologique de transmission de puissance.
    • Modéliser, assembler et animer un mécanisme simple dans un logiciel de CAO, puis éditer son dessin d’ensemble et sa nomenclature.
    • Tracer une chaîne de cotes, choisir un ajustement ISO et établir le dessin de définition d’une pièce (tolérances ISO 1101, rugosité).
    • Identifier, désigner et monter correctement les brides, tubes et accessoires de tuyauterie selon EN 1092-1, ASME B16.5 et B36.10.
    • Décrire les constituants des chaudières, réservoirs et ballons, et réaliser un dessin isométrique coté d’une ligne de tuyauterie.

    Prérequis

    Dessin technique et lecture de plans (S1), notions de statique et de résistance des matériaux, bases d’un logiciel de CAO 3D (SolidWorks, Inventor, FreeCAD ou équivalent).

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Étude d’un mécanisme en CAO : modélisation 3D, assemblage, animation et dessin d’ensemble
    2. Leçon 2 — Chaînes de cotes et dessin de définition : cotes fonctionnelles, ajustements, tolérances et rugosité
    3. Leçon 3 — Brides, tubes et accessoires de tuyauterie : formes, normes, montage et étanchéité
    4. Leçon 4 — Chaudières, réservoirs, ballons, installations de tuyauterie et dessin isométrique

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 10 h de TP (salle CAO et atelier tuyauterie) et 20 h de travail personnel (TPE) ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (comptes rendus de TP CAO, dossier de mécanisme, dessin isométrique, interrogations de TD) et examen terminal écrit portant sur l’ensemble du programme.

    Bibliographie

    • A. Chevalier, Guide du dessinateur industriel, Hachette Technique.
    • J.-L. Fanchon, Guide des sciences et technologies industrielles, Nathan / AFNOR.
    • R. Quatremer, J.-P. Trotignon, Précis de construction mécanique, tome 1, AFNOR / Nathan.
    • ASME B31.3, Process Piping ; NF EN 1092-1, Brides et leurs assemblages ; NF EN 13480, Tuyauteries industrielles métalliques.
    • P. Wuithier, Le pétrole : raffinage et génie chimique, Éditions Technip.