Structures et enveloppes

Analyse structurelle, résistance des matériaux, comportement mécanique.

Sollicitations mécaniques

Types de sollicitations: Traction : force qui étire dans l'axe (câbles, chaînes). Compression : force qui écrase (colonnes, poteaux). Flexion : force perpendiculaire à l'axe qui courbe (poutre horizontale chargée). Torsion : couple qui tord (arbre de transmission). Cisaillement : force qui coupe tangentiellement (rivets, boulons). Chaque matériau a des résistances différentes selon la sollicitation.
Contrainte et déformation: Contrainte σ = F/S (en Pa ou MPa) : intensité de la force par unité de surface. Déformation ε = ΔL/L (sans unité). Loi de Hooke (domaine élastique) : σ = E × ε, où E est le module de Young (Pa). Limite élastique : en dessous, le matériau retrouve sa forme initiale. Au-delà : déformation plastique permanente puis rupture.

Familles de matériaux: Métaux (acier, aluminium) : résistance mécanique élevée, ductiles, conducteurs. Polymères (plastiques) : légers, isolants, facilement formables. Céramiques (béton, verre) : durs, fragiles, résistants à la chaleur et à la corrosion. Composites (carbone/époxy, fibre de verre) : assemblage de matrice + renforts pour dépasser les compromis des matériaux conventionnels.
Matériaux composites: Association d'une matrice (résine époxy, polyester) et de renforts fibreux (fibres de carbone, verre, kevlar). La matrice assure la cohésion, les fibres apportent la résistance. Résultat : léger ET résistant — ratio résistance/masse bien supérieur aux métaux. Applications : aéronautique (Airbus A350 : 50% composite), éolien, sport de haut niveau.
Écoconception: Intégrer les critères environnementaux dès la conception. Analyse du Cycle de Vie (ACV) : évaluer les impacts à toutes les étapes (extraction, fabrication, usage, fin de vie). Objectifs : réduire l'empreinte carbone, faciliter le recyclage, prolonger la durée de vie. Réglementation européenne Ecodesign 2009 et ses révisions progressives.

Cahier des charges fonctionnel (CdCF): Document central de la conception : liste les fonctions de service (FS — ce que le produit doit faire pour l'utilisateur) et les contraintes (normes, coût, délai, environnement). Outil SADT, diagramme pieuvre. L'ingénieur doit satisfaire toutes les fonctions dans les contraintes. Base de la validation finale.

Flashcards, mode examen et suivi de progression — gratuit pour commencer.