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

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Unité d’enseignement : CM · S6 · UE2 — Contrôle, Protection et Essais des Matériaux

  • Matériaux et Essais

    Ce cours présente les grandes familles de matériaux utilisés en construction métallique et en chaudronnerie, et les essais normalisés qui permettent de connaître leur comportement réel. Le technicien supérieur doit savoir lire un certificat matière (EN 10204 3.1), interpréter un procès-verbal d’essai de traction, de dureté ou de résilience, vérifier la conformité d’une tôle ou d’un profilé importé, et comprendre pourquoi une pièce rompt (surcharge, fatigue, rupture fragile, corrosion) afin de le prévenir. Les applications portent sur des ouvrages du contexte nigérien : charpentes, réservoirs, tuyauteries, pièces d’engins et d’installations agro-industrielles et minières.

    Objectifs d’apprentissage

    • Classer les matériaux (métaux, polymères, céramiques, composites) et décoder la désignation normalisée des aciers.
    • Réaliser et exploiter un essai de traction et de compression : E, Re, Rm, A %, Z %.
    • Mesurer et interpréter une dureté Brinell, Vickers ou Rockwell et une résilience Charpy.
    • Décrire le phénomène de fatigue et utiliser la courbe de Wöhler et la règle de Miner.
    • Identifier un mode de défaillance (ductile, fragile, fatigue, corrosion) et proposer des mesures de prévention.

    Prérequis

    Résistance des matériaux (contrainte, déformation, loi de Hooke), métallurgie de base (diagramme fer-carbone, traitements thermiques), notions de statistiques.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — Classification et désignation des matériaux
    2. Leçon 2 — Essais de traction et de compression
    3. Leçon 3 — Essais de dureté et de résilience
    4. Leçon 4 — Fatigue, rupture et prévention des défaillances

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 10 h de TP et 20 h de travail personnel, 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, comptes rendus des TP de traction et de dureté, quiz) et examen terminal écrit.

    Bibliographie

    • M. F. Ashby, D. R. H. Jones, Matériaux, tome 1 : Propriétés et applications, Dunod.
    • J.-P. Baïlon, J.-M. Dorlot, Des matériaux, Presses internationales Polytechnique.
    • W. D. Callister, Science et génie des matériaux, Dunod.
    • NF EN ISO 6892-1 (traction), NF EN ISO 6506-1 (Brinell), NF EN ISO 6507-1 (Vickers), NF EN ISO 148-1 (Charpy).
    • D. François, A. Pineau, A. Zaoui, Comportement mécanique des matériaux, Hermès.

  • Vieillissement, Dégradation et Protection des Ouvrages Métalliques

    Ce cours de sixième semestre étudie comment les ouvrages métalliques vieillissent et se dégradent en service, et comment les protéger. Au Niger, les charpentes, hangars, pylônes NIGELEC, réservoirs de gasoil, châteaux d’eau et tuyauteries sont soumis à une atmosphère poussiéreuse, à de fortes amplitudes thermiques, à des eaux parfois agressives et, dans les mines (Arlit) ou l’agro-industrie, à l’abrasion et aux produits chimiques. Le technicien supérieur doit savoir reconnaître une forme de dégradation, en estimer la vitesse, en déduire une durée de vie et proposer une mesure préventive ou curative chiffrée.

    Objectifs d’apprentissage

    • Expliquer le mécanisme électrochimique de la corrosion et identifier ses principales formes sur un ouvrage.
    • Calculer une vitesse de corrosion (perte de masse, loi de Faraday) et une surépaisseur de corrosion.
    • Décrire la dégradation chimique des matériaux minéraux associés aux ouvrages (bétons de massifs, mortiers, réfractaires) et l’oxydation à haute température.
    • Analyser un problème de frottement et d’usure et estimer une usure par la loi d’Archard.
    • Choisir et dimensionner un système de protection : peinture, galvanisation, protection cathodique, conception.
    • Choisir un traitement thermique ou thermochimique adapté à une pièce en acier.

    Prérequis

    Chimie générale (oxydoréduction), métallurgie des aciers (diagramme fer-carbone), résistance des matériaux de base, technologie de soudage.

    Plan du cours

    1. Leçon 1 — La corrosion des métaux : mécanismes, formes et vitesse
    2. Leçon 2 — Dégradation chimique des matériaux minéraux et oxydation à chaud
    3. Leçon 3 — Frottement et usure des pièces métalliques
    4. Leçon 4 — Protection des ouvrages métalliques et traitement des aciers

    Modalités d’évaluation

    Volume horaire : 20 h de CM, 10 h de TD, 10 h de TP et 20 h de travail personnel (TPE), 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, comptes rendus de TP, quiz en ligne) et examen terminal écrit portant sur des études de cas chiffrées.

    Bibliographie

    • D. Landolt, Corrosion et chimie de surfaces des métaux, Presses polytechniques et universitaires romandes.
    • M. G. Fontana, Corrosion Engineering, McGraw-Hill.
    • C. Vargel et al., Corrosion et anticorrosion, Techniques de l’Ingénieur (dossiers COR).
    • NF EN ISO 12944 (parties 1 à 9), Anticorrosion des structures en acier par systèmes de peinture ; NF EN ISO 1461, Galvanisation à chaud.
    • J. Barralis, G. Maeder, Précis de métallurgie, AFNOR/Nathan.