Matériaux

Physique pour la Santé - 4e année - Semestre 2
UE4 - Matériaux

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Cette UE est constituée de 4 enseignements :

• dégradation mécanique des polymères (7 hC, 4 hTD)
• durabilité des matériaux (8 hC, 4 hTD)
• choix des matériaux en conception (5 hC, 12 hTD)
• radioprotection (18 hC, 18 hTD)

Dégradation mécanique des polymères et durabilité des matériaux : matière 'les différents matériaux' de PS3, thermodynamique, notions de chimie

Choix des matériaux en conception : connaissance en résistance des matériaux

Radioprotection : notions de physique de base

Contrôle continu

Dégradation mécanique des polymères

• Mécanique et viscoélasticité : généralités et définitions élémentaires
• Définition de viscosité : comment peut-on décrire un écoulement à l’état fondu ?
• Ecoulement à l’état fondu : fluide Newtonien et déviation du comportement idéal
• Ecoulement dans les solides : viscoélasticité linéaire statique et modèles prédictifs
• Viscoélasticité dynamique : superposition temps-température

Durabilité des métaux

• La rupture des matériaux : Les différents modes de rupture statique (fragiles intra ou inter-granulaires, ductile). Les méthodes expérimentales de caractérisation de la rupture. Mécanique de la rupture : les différents modèles explicatifs et prédictifs de la rupture.
• La fatigue des matériaux : Les mécanismes de la fatigue ; ses différents stades. Les méthodes expérimentales de caractérisation de la fatigue. Interprétation et exploitation des courbes de Wölher ; prévision de la rupture par fatigue.
• Le fluage des matériaux : Le phénomène de fluage. Les méthodes expérimentales de caractérisation du fluage. Interprétation et exploitation des courbes de fluage ; prévision de la rupture par fluage. Effet des différents paramètres.

Choix des matériaux en conception

• Les différentes familles de matériaux / procédés / géométrie
• Les limites de propriétés et les indices de performance
• Equations de CMCO
• Le facteur de forme
• Le critère environnemental
• La procédure de choix

Travaux pratiques sous CES Selector :

• Initiation à CES
• Représentation graphique
• Résolution de problématiques concrètes issues de cas réels

Dégradation mécanique des polymères

• Connaître les paramètres importants lors de l’évaluation des propriétés thermomécanique d’un matériau macromoléculaire et leur évolution dans le temps
• Se servir de modèles mathématiques pour interpréter la réponse mécanique d’un matériau et pouvoir la prédire en extrapolant les conditions de temps et température
• Mettre en place des tests mécaniques statiques ou dynamiques à contrainte ou déformation imposée en fonction de l’étude à réaliser

Durabilité des matériaux

• Identifier la nature d’une rupture d’un matériau métallique dans le domaine élastique.
• Déterminer son origine et ses causes.
• Définir les paramètres sur lesquels jouer pour éviter la rupture.
• Aiguiller un choix de matériau pour une application sous sollicitation mécanique.

Choix des matériaux en conception

• Savoir prendre les meilleures décisions dans les premières étapes de la conception, dans le remplacement de matériaux ou dans la re-conception des produits
• Anticiper des problèmes potentiels dans le choix des matériaux.
• Répondre aux questions et réduire le temps nécessaire à la conception ainsi que le coût.
• Prendre en compte différents paramètres liés à une application. Confronter les matériaux à leur usage.
• Maîtriser l’outil informatique pour le choix d’un matériau
• Se confronter à des situations réalistes guidées amenant à privilégier le choix d’un matériau dans diverses circonstances, incluant le domaine de la santé

Radioprotection

Connaitre les grandeurs physiques liées à la radioactivité et les mesures de protection