matériau.

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matériau. n.m., nom générique des produits constitutifs des constructions, des machines
et des engins. L'étude des matériaux porte essentiellement sur l'évaluation de leur
comportement face aux contraintes qui leur seront imposées par l'usage auquel on les
destine.

Les contraintes mécaniques.
Les matériaux sont généralement utilisés au-dessous de leur limite élastique ; leur
comportement sous contrainte est, dans ce cas, étudié par la théorie mathématique de
l'élasticité. La plupart des ouvrages statiques (bâtiments) ou semi-statiques (ponts et
viaducs) peuvent toutefois être conçus par l'application d'une théorie simplifiée, appelée
« résistance des matériaux ». Les matériaux de construction minéraux, naturels et
artificiels, tels que les pierres, les briques, les parpaings, le béton, présentent généralement
une bonne résistance à la compression et une résistance très faible à la traction, ce qui les
rend inaptes à la réalisation de poutres ou de dalles porteuses, dont la partie inférieure est
sous tension. Les métaux, en revanche, ont des comportements symétriques à la traction
et à la compression, à l'exception de la fonte dont la résistance à la traction est
relativement médiocre. Le béton armé combine la résistance à la compression du béton et
la résistance à la traction de ses armatures. C'est la symétrie du comportement de l'acier
qui a permis la réalisation des ponts et des grands ouvrages en treillis métalliques, dont les
divers éléments travaillent sous l'effet soit d'une compression, soit d'une traction. Le bois
est un matériau naturel qui résiste bien à la traction (donc à la flexion). Il fut
traditionnellement utilisé pour la réalisation des fermes avant l'apparition de l'acier.
Aujourd'hui, il permet de réaliser des structures légères et de très grandes portées grâce à
des structures composites en lamelles de bois collées.

Les contraintes thermiques.
De nombreux minéraux, ainsi que le bois déshydraté (et maintenu ainsi par un
revêtement), se comportent bien à basse température. Il en est de même de certains
aciers inoxydables, de l'aluminium et du cuivre. L'acier ordinaire, en revanche, devient
fragile et peut casser comme du verre sous l'effet d'un choc, sans pour autant que sa
résistance statique à la rupture diminue significativement. Les matériaux minéraux résistent
relativement bien aux températures élevées, et il est possible d'élaborer des produits
réfractaires spécialisés, susceptibles de conserver de bonnes propriétés mécaniques
jusqu'à des températures proches de 2 000 o C. Les métaux de construction sont
rarement réfractaires (le tungstène, par exemple, très réfractaire, n'est pas disponible en
quantité suffisante pour être utilisé en construction) ; le titane, toutefois, peut être utilisé
pour constituer les pointes et les bords d'attaque des avions hypersoniques. Dans les fours
industriels, des alliages d'acier réfractaire à haute teneur en chrome et en nickel permettent
de dépasser la température de 800 o C.

Les contraintes de corrosion.
Elles sont innombrables et nécessitent le recours à toutes les méthodes de protection des
matériaux usuels qui ne présentent pas de résistance propre (peintures, vernis,
revêtement anticorrosion, protection cathodique, etc.) et la recherche de matériaux
nouveaux présentant une résistance intrinsèque. L'industrie chimique, en particulier, a
développé des réacteurs et des tuyauteries ébonités, plastifiés et émaillés, ainsi que des

alliages résistant spécifiquement à des corrosions particulières. En raison de leur résistance
à la corrosion atmosphérique ou à la corrosion marine, les matériaux plastiques sont très
souvent utilisés : réalisation de coques de bateaux ou de caravanes en résines polyester
insaturées ou en bois lamellé, collé aux résines époxydes, construction de carrosseries de
véhicules, etc.

L'avenir des matériaux.
À côté des matériaux traditionnels (qui ne seront certainement pas remplacés dans
l'ensemble de leurs applications) apparaissent tous les jours des matériaux nouveaux
destinés à résoudre des problèmes spécifiques, souvent difficiles. C'est ainsi que sont nées
des céramiques réfractaires, élaborées avec la précision des pièces mécaniques, qui
constituent de véritables composants de machines capables de résister à des
températures exceptionnelles, ou les premiers matériaux composites, tels que les résines
polyester armées de fibres de verre, capables d'absorber les chocs et dont l'usage s'est
généralisé dans la construction automobile. Mais la recherche de performances
exceptionnelles a fait apparaître d'autres matériaux composites, tels que les tiges et les
mâts en fibres de carbone agglomérées, dotés d'une capacité extrême de résistance à la
flexion et d'absorption des vibrations dues à des percussions.
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