Classification et propriétés des matériaux

Résumé

Ce document présente une classification des matériaux selon leur origine (naturels, artificiels, synthétiques) et selon leur rôle (matériaux pierreux, liants, métalliques, bois, plastiques). Il décrit ensuite les principales propriétés des matériaux : sensorielles, optiques, thermiques, magnétiques, chimiques et mécaniques. Un élève y trouvera les définitions et exemples de base pour réviser ce sujet.

Points clés

Les matériaux naturels se trouvent dans la nature (bois, argile, laine, or), les artificiels sont fabriqués à partir de matériaux naturels (béton) et les synthétiques ne contiennent aucune matière présente dans la nature (plastiques).
Selon leur rôle, on distingue les matériaux pierreux, les liants (aériens, hydrauliques, hydrocarbonés, mortiers, béton), les matériaux métalliques (ferreux et non ferreux), le bois et les plastiques.
Les propriétés optiques permettent de distinguer les matériaux opaques, transparents et translucides.
Les propriétés magnétiques concernent la capacité des matériaux ferreux à être attirés par un aimant.
Les propriétés mécaniques regroupent notamment l'élasticité, la plasticité, la ductilité, la malléabilité, la dureté, la fragilité, la résilience, la résistance et la fatigue.

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Classification des matériaux

A) Matériaux naturels : ce sont ceux que l'on trouve dans la nature. Ce sont eux qui constituent les matériaux de base à partir desquels on obtient d'autres produits.
Exemples : bois, argile, laine, or...

B) Matériaux artificiels : ce sont ceux qui sont fabriqués à partir de différents types de matériaux trouvés dans la nature, du moins dans une proportion assez importante.
Exemples : béton (formé par l'eau, le ciment, le sable et le gravier)...

C) Matériaux synthétiques : ce sont des matériaux artificiels. Aucune partie de la matière qui compose ce type de matériau ne se trouve dans la nature.
Exemples : plastiques, formaldéhyde...

Classification selon le rôle établi

1. Matériaux pierreux

a) Pierre naturelle : roches ignées, roches sédimentaires, roches métamorphiques.
b) Pierres agglomérées : poreuses (brique, tuile, tuyaux en terre...), compactes (céramique, grès, porcelaine...).
c) Autres : faïence, briques de clinker.

2. Liants

a) Aériens (ceux qui durcissent à l'air) : plâtre, chaux aérienne...
b) Hydrauliques : chaux hydraulique, ciments de pouzzolane.
c) Hydrocarbonés (matériaux bitumineux) : bitume, asphalte, goudron.
d) Mortiers : ciment (eau + sable).
e) Béton

3. Matériaux métalliques

a) Ferreux : acier, fonte, fer, ferro-alliages.
b) Non ferreux : métaux lourds (plomb, cuivre, nickel, étain...), légers (titane et aluminium).

4. Bois

a) Bois durs et tendres
b) Naturels et transformés

5. Plastiques

Propriétés des matériaux

A) Propriétés sensorielles : ce sont des propriétés qui sont perçues par les sens. Dans de nombreux cas, avant de choisir un objet ou une matière, on vérifie s'il est doux ou rugueux. D'autres facteurs d'influence sont l'odeur, la brillance, la texture, la couleur et la forme.

B) Propriétés optiques : ce sont celles qui réagissent au passage de la lumière à travers le matériau. De cette façon, nous pouvons distinguer trois types : les matériaux opaques (ne laissent pas passer la lumière), transparents (laissent passer la lumière et permettent de voir à travers) et translucides (laissent passer la lumière de façon diffuse). On peut aussi trouver des matériaux tels que les LDR.

C) Propriétés thermiques : ce sont celles qui réagissent à la chaleur. Il existe la conduction thermique et plusieurs types de matériaux comme les isolants, qui bloquent la chaleur avec facilité.

D) Propriétés magnétiques : capacité des matériaux ferreux à être attirés par un aimant.

E) Propriétés chimiques : propriétés liées à l'oxydation et à la corrosion (métaux).

F) Propriétés mécaniques

Élasticité : capacité à recouvrer sa forme initiale.
Plasticité : capacité à conserver une forme après déformation.
Ductilité : capacité à s'étirer en fils.
Malléabilité : capacité à s'étendre en feuilles.
Dureté : résistance aux rayures ou à la pénétration.
Fragilité : opposée à la résilience.
Résilience : résistance d'un corps à la rupture.
Résistance : capacité d'un corps à ne pas rompre lorsqu'il est déformé par des mouvements lents.
Fatigue : résistance à une contrainte répétée.

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre un matériau naturel et un matériau synthétique ?

Un matériau naturel se trouve tel quel dans la nature, comme le bois ou l'argile. Un matériau synthétique est fabriqué et aucune partie de sa matière ne se trouve dans la nature, comme les plastiques.

Quelle est la différence entre la plasticité et l'élasticité ?

L'élasticité est la capacité d'un matériau à recouvrer sa forme initiale après déformation. La plasticité est la capacité à conserver la forme obtenue après déformation.

Quels sont les trois types de matériaux selon leur comportement à la lumière ?

Les matériaux opaques ne laissent pas passer la lumière, les transparents la laissent passer et permettent de voir à travers, et les translucides la laissent passer de façon diffuse.