Qu’est-ce que la science des matériaux – Définition

La science et l’ingénierie des matériaux sont une branche d’étude interdisciplinaire et très importante, qui traite de la conception et de la découverte de nouveaux matériaux, en particulier des solides. La science des matériaux est l’une des plus anciennes formes d’ingénierie et de science appliquée et Le matériau de choix d’une époque donnée est souvent un point déterminant (par exemple, l’âge de pierre, l’âge du bronze, l’âge du fer). Les origines intellectuelles de la science des matériaux remontent au siècle des Lumières, lorsque les chercheurs ont commencé à utiliser la pensée analytique de la chimie, de la physique et de l’ingénierie pour comprendre les anciennes observations phénoménologiques en métallurgie et en minéralogie. Parfois, il est utile de subdiviser la discipline de la science et de l’ingénierie des matériaux en science des matériaux etsous-disciplines du génie des matériaux. La discipline de la science des matériaux consiste à étudier les relations qui existent entre les structures et les propriétés des matériaux. En revanche, l’ingénierie des matériaux consiste, sur la base de ces corrélations structure-propriété, à concevoir ou à concevoir la structure d’un matériau pour produire un ensemble prédéterminé de propriétés.

D’un point de vue fonctionnel, le rôle d’un scientifique des matériaux est de développer ou de synthétiser de nouveaux matériaux, tandis qu’un ingénieur des matériaux est appelé à créer de nouveaux produits ou systèmes utilisant des matériaux existants et à développer des techniques de traitement des matériaux.

La base de la science des matériaux consiste à étudier la structure des matériaux et à les relier à leurs propriétés (mécaniques, électriques, etc.). Une fois qu’un spécialiste des matériaux connaît cette corrélation structure-propriété, il peut ensuite étudier les performances relatives d’un matériau dans une application donnée. Les principaux déterminants de la structure d’un matériau et donc de ses propriétés sont ses éléments chimiques constitutifs et la manière dont il a été transformé en sa forme finale.

Matériel

Un matériau est défini comme une substance (le plus souvent un solide, mais d’autres phases condensées peuvent être incluses) qui est destinée à être utilisée pour certaines applications. Il existe une myriade de matériaux autour de nous – ils peuvent être trouvés dans n’importe quoi, des bâtiments aux vaisseaux spatiaux. Sur la base de la chimie et de la structure atomique, les matériaux sont classés en trois catégories générales:

• Métaux (éléments métalliques),
• Céramiques (composés entre éléments métalliques et non métalliques),
• Polymères (composés composés de carbone, d’hydrogène et d’autres éléments non métalliques).

De plus, les composites sont composés d’au moins deux types de matériaux différents. Les matériaux nouveaux et avancés en cours de développement comprennent les nanomatériaux, les biomatériaux et les matériaux énergétiques, pour n’en nommer que quelques-uns.

Matériaux pour le génie nucléaire

Une compréhension de la science des matériaux est essentielle pour que le personnel de la centrale électrique comprenne pourquoi un matériau a été sélectionné pour certaines applications au sein de son installation. Presque tous les processus qui ont lieu dans les installations nucléaires impliquent l’utilisation de métaux spécialisés. Une compréhension de base de la science des matériaux est nécessaire pour les exploitants d’installations nucléaires, le personnel de maintenance et le personnel technique pour exploiter et entretenir en toute sécurité l’installation et les systèmes de soutien de l’installation. Notre objectif ici sera d’introduire l’ingénierie des  matériaux des réacteurs nucléaires. La connaissance des propriétés thermophysiques et nucléaires des matériaux est essentielle pour la conception des centrales nucléaires.

1. Département américain de l’énergie, science des matériaux. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 et 2. Janvier 1993.
2. Département américain de l’énergie, science des matériaux. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 et 2. Janvier 1993.
3. William D. Callister, David G. Rethwisch. Science et génie des matériaux : une introduction 9e édition, Wiley ; 9 édition (4 décembre 2013), ISBN-13 : 978-1118324578.
4. En ligneEberhart, Mark (2003). Pourquoi les choses se cassent : Comprendre le monde par la manière dont il se décompose. Harmonie. ISBN 978-1-4000-4760-4.
5. Gaskell, David R. (1995). Introduction à la thermodynamique des matériaux (4e éd.). Éditions Taylor et Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
6. Gonzalez-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Une introduction à la science des matériaux. Presse universitaire de Princeton. ISBN 978-0-691-07097-1
7. Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Matériaux: ingénierie, science, traitement et conception (1ère éd.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
8. JR Lamarsh, AJ Baratta, Introduction au génie nucléaire, 3e éd., Prentice-Hall, 2001, ISBN : 0-201-82498-1.

Voir au dessus:

Ingénierie nucléaire