Identification des matériaux

Les matériaux hybrides sont constitués de plusieurs matériaux « élémentaires » différents, qui conjuguent leurs propriétés pour améliorer les performances d'un objet.

Cette conjugaison peu se faire dans la masse du matériau, le plus souvent à l'échelle de la microstructure (quelques dizaines de microns) et conduit aux matériaux composites.

Elle peut aussi uniquement affecter la surface d'une pièce et provenir d'un revêtement ou d'un traitement de surface.

Les matériaux composites ne forment pas une classe de matériaux à part. Ils sont obtenus par mélange de matériaux provenant chacun de l'une des trois classes précédentes. Leurs propriétés se trouvent modifiées de façon continue par la proportion de chaque composant.

En voici quelques exemples :

Ces matériaux forment donc un compromis de comportement mécanique entre des composants de propriétés opposées. Par exemple, l'un est très dur et l'autre mou. Mais le premier est fragile, le second très tenace. On compense donc les défauts de chacun avec les avantages de l'autre.

Seuls matériaux donnés à l'homme pour construire pendant des millénaires, les matériaux naturels présentent toujours un grand attrait et connaissent même un renouveau remarquable depuis quelques décennies. Pourtant, du fait de leur faible reproductibilité, les matériaux naturels ne font pas facilement bon ménage avec la rigueur de la production industrielle.

On peut assimiler une pièce de bois à un matériau composite, composé de 40% de fibres très résistantes de cellulose, liées entre elles par une matrice de lignine. Les espèces de bois sont très nombreuses et variées mais tous les bois sont anisotropes (la résistance dépend beaucoup de l'orientation) et légers. Et surtout, le bois est un matériau renouvelable dans la nature, ce qui est une propriété remarquable.

Pour surmonter la limitation de taille imposée par celle des arbres, l'industrie a développé le bois lamellé-collé, le contreplaqué ou les panneaux de particules. Toutes ces formes modernes du bois tendent à modérer sa variabilité et son anisotropie pour assurer des approvisionnements aux propriétés stables.

Ces matériaux contiennent le même genre de molécules que les bois. Simplement, leur emploi se fait sous forme de fibre, le plus souvent pour constituer des barrières thermiques. On utilise pour cela le chanvre, le coton, la paille, le sisal, le lin.

Les roches constituent les matériaux les plus pondéreux utilisés par l'homme. Ces solides sont tous de la classe des céramiques et servent essentiellement aux ouvrages du génie civil (murs, fondations de bâtiments, composants du béton, carrelages, isolants thermiques.

Ils sont peu employés comme structures de machines ou de systèmes mécaniques.