Cours Matériaux et procédés
Introduction
Dans la fabrication d’un OST, le choix des matériaux et des procédés de fabrication joue un rôle essentiel. Ces choix influencent la durabilité, la fonctionnalité, le coût, mais aussi l’impact environnemental de l’objet. En $3^e$, tu dois être capable :
- d’identifier les matériaux utilisés dans un OST,
- de comprendre les propriétés recherchées,
- d’associer chaque matériau à un procédé de mise en forme adapté.
Pourquoi bien choisir ses matériaux ?
Chaque matériau a des propriétés spécifiques. Certains sont légers, d'autres conducteurs, souples ou résistants.
Le choix dépend :
de la fonction de la pièce dans l’OST,
des contraintes qu’elle subit (chaleur, choc, humidité…),
et du contexte d’usage.
Exemple
Un guidon de trottinette doit être solide, léger et résister à l’humidité. On choisit souvent de l’aluminium anodisé.
Les grandes familles de matériaux et les procédés de fabrication
Les grandes familles de matériaux
Famille de matériau |
Exemples |
Propriétés principales |
Métaux |
Acier, aluminium, cuivre |
Solides, conducteurs, malléables |
Matériaux organiques |
Bois, cuir, coton |
Naturels, renouvelables, isolants |
Polymères (plastiques) |
Polyéthylène, PVC, ABS |
Légers, isolants, souvent souples ou rigides |
Céramiques |
Porcelaine, verre, brique |
Durs, résistants à la chaleur, mais cassants |
Matériaux composites |
Carbone, fibre de verre, stratifiés |
Très résistants et légers, mais coûteux |
Les procédés de fabrication
Matériau |
Procédé courant |
Exemple d’objet fabriqué |
Aluminium |
Moulage, extrusion |
Cadre de vélo |
Plastique (ABS) |
Injection plastique |
Coque d’appareil électronique |
Bois |
Découpe, assemblage |
Meuble, manche à balai |
Acier |
Découpe laser, soudure |
Pièce mécanique, structure métallique |
Verre |
Moulage, soufflage |
Bouteille, ampoule |
Un choix stratégique
Le choix du matériau et du procédé impacte :
- La qualité et la durée de vie de l’objet,
- Le coût de fabrication,
- L’impact environnemental (pollution, recyclabilité),
- La forme et l’aspect final de l’objet.
Un bon concepteur doit donc analyser les contraintes, comparer les options, et choisir la meilleure combinaison matériau + procédé.
Exemple
Étude de cas : le casque de vélo
Pièce |
Matériau choisi |
Pourquoi ce choix ? |
Coque extérieure |
Polymère rigide |
Légère et résistante aux chocs |
Mousse intérieure |
Polystyrène expansé |
Amortit les chocs, légère |
Sangles |
Nylon tissé |
Résistant à la traction et au temps |
Procédé principal |
Moulage + assemblage |
Compatible avec les formes complexes et les grandes séries |
À retenir
- Un matériau se choisit selon les propriétés recherchées (solidité, légèreté, isolation…).
- Un procédé est une technique de mise en forme du matériau, adaptée à la forme, la quantité, ou au budget.
- Le couple matériau + procédé doit répondre aux contraintes techniques, économiques et environnementales du projet.
Conclusion
Dans la conception d’un OST, le matériau ne se choisit pas au hasard. Il doit remplir une fonction technique, supporter des contraintes, et s’adapter à un procédé industriel précis. Comprendre cette logique, c’est un pas de plus vers une conception raisonnée, durable et performante.