Lors du TP de traction sur une éprouvette en polypropylène, j’ai réalisé un essai mécanique en respectant les consignes de sécurité. Ici, un essai de traction consiste à tirer sur une pièce pour voir comment elle résiste avant de casser. Il fallait bien positionner l’éprouvette, vérifier le matériel et rester à distance pendant l’essai.
Cette manipulation m’a montré que le respect du protocole et des règles HSE (hygiène, sécurité et environnement) est indispensable pour obtenir des résultats fiables et travailler en sécurité.
Essai de traction de PP (Polypropylène)
Relier les propriétés aux familles de matériaux
Dans la SAE 102, j’ai utilisé plusieurs propriétés pour identifier le matériau du carter : la masse volumique (rapport entre la masse et le volume), la conductivité électrique et la comparaison avec CES EduPack.
1️⃣ Calcul de la masse volumique
La première propriété utilisée est la masse volumique. À partir des mesures réalisées avec le principe d'Archimède (masse à air : 30,248 g, différence de masse moyenne immergée : 11,490 g) :
Comparaison avec la valeur CAO (3DExperience) :
Écart relatif :
Cet écart faible est compatible avec les incertitudes de mesure.
2️⃣ Test de conductivité électrique
J'ai ensuite utilisé un multimètre pour tester la conductivité électrique de la pièce.
Résultat : La pièce est
conductrice, ce qui indique
qu'elle appartient à la famille des matériaux métalliques.
3️⃣ Analyse avec CES EduPack
Pour confirmer l'identification, j'ai utilisé CES EduPack avec les critères suivants :
Critère de densité :
Critère de conductivité : Conductivité = Good conductor
Résultats : CES propose principalement des
alliages d'aluminium.
✓ Conclusion
Les résultats ont montré que la pièce appartenait probablement à la famille des alliages d’aluminium. Cette compétence m’a appris à relier des mesures expérimentales à une famille de matériaux.
Estimer la pertinence d'un résultat d'essai
Dans la SAE 102, j’ai comparé la masse volumique mesurée avec la valeur issue de 3DExperience. L’écart était faible et compatible avec les incertitudes (la petite marge d’erreur liée aux mesures), ce qui rendait le résultat exploitable.
Cette compétence m’a appris qu’un résultat ne doit pas être accepté automatiquement. Il faut vérifier s’il est cohérent avec les incertitudes, les conditions d’essai et les valeurs de référence, pour savoir s’il est vraiment crédible.
Rédiger le rapport d'essai
Pour la SAE 102 et les TP de caractérisation, j’ai rédigé des comptes rendus présentant les objectifs, le protocole, les résultats, les calculs et les conclusions. L’idée est que quelqu’un puisse comprendre ce qui a été fait, même sans connaître le cours en détail.
📊 Mesure de la masse à sec
J'ai d'abord calculé la masse moyenne en réalisant 3 mesures, obtenant m = 30,248 g.
💧 Calcul des différences de masse
J'ai calculé les différences entre la masse à sec et la masse immergée pour chaque mesure : 11,606 g, 11,389 g et 11,475 g, soit une moyenne de Δm = 11,490 g.
📐 Calcul du volume de la pièce
Avec la masse volumique de l'eau à 21°C (ρeau = 0,99796 g/cm³), j'obtiens un volume de V = 11,51 cm³.
⚖️ Calcul de la masse volumique
La masse volumique calculée est ρ = 2,63 g/cm³. Pour quantifier la fiabilité de ce résultat, j'ai réalisé une analyse d'incertitude complète.
⚠️ Analyse des incertitudes
Pour estimer l'incertitude, j'ai pris en compte la dispersion entre les trois mesures de Δm.
1. Plage de variation de Δm : entre 11,389 g et 11,606 g, soit une plage de 0,217 g.
2. Incertitude sur Δm (demi-plage) :
3. Propagation sur le volume :
5. Incertitude finale sur la masse volumique :
Résultat final :
La masse volumique réelle est donc comprise dans l'intervalle [2,60 ; 2,65] g/cm³.
🔍 Sources d'erreur documentées
Dans le rapport, j'ai expliqué les sources possibles d'erreur :
Présence de bulles d'air non évacuées
Contact avec les parois du récipient
Stabilité et positionnement de la pièce dans l'eau
Variations de la température de l'eau
Précision de la balance utilisée
✓ Conclusion
J’ai compris qu’un rapport d’essai doit être clair et structuré. Il ne suffit pas de donner un résultat : il faut expliquer comment il a été obtenu et quelles sont ses limites.
Identifier les principes de caractérisation utilisés
Dans la SAE 102, j’ai utilisé plusieurs principes de caractérisation : le principe d’Archimède pour déterminer la masse volumique, le test au multimètre pour la conductivité et CES EduPack pour comparer les propriétés avec une base de matériaux. En pratique, cela permet de transformer des mesures en indices compréhensibles sur le matériau.
Observation MEB (hors SAE 102) : la photo ci-dessous illustre une méthode de caractérisation complémentaire observée au laboratoire. Le MEB est un moyen pertinent d'analyse de surface, mais il n'a pas été utilisé dans cette SAE.
Observation BSE de la pièce.Topographie MEB et relief de surface.
Manipulation de caractérisation sur le banc Darcy.Préparation d’un échantillon pour DSC.
1️⃣ Principe d'Archimède
Le premier principe utilisé est le principe d'Archimède. Il permet de
déterminer le volume d'une pièce en comparant sa masse à sec et sa masse lorsqu'elle est
immergée dans l'eau.
La pièce est pesée à sec puis immergée dans l'eau. La différence de masse permet de calculer le volume, puis la masse volumique via ρ = m / V, obtenant ρ = 2,63 ± 0,03 g/cm³.
2️⃣ Test de conductivité électrique
Le deuxième principe utilisé est le test de conductivité électrique avec un
multimètre. Ce test permet de vérifier si la pièce laisse passer le courant.
Résultat : La pièce est conductrice
✓ Oriente vers la famille des matériaux métalliques
3️⃣ CES EduPack - Comparaison avec base de matériaux
Enfin, j'ai utilisé CES EduPack pour comparer les propriétés obtenues
avec des matériaux connus. En entrant une plage de masse volumique et un critère de
conductivité, le logiciel a proposé principalement des
alliages d'aluminium.
Critères appliqués :
• Densité : 2 250 – 2 750 kg/m³
• Conductivité : Good conductor
🔗 Croisement des méthodes
Cette compétence m’a montré que chaque méthode apporte une information différente.
Archimède donne la densité précise
Multimètre donne une indication sur la conductivité
CES EduPack permet de comparer ces résultats à une base de matériaux
C’est en croisant plusieurs méthodes que l’identification du matériau devient plus fiable.
