Les matériaux : familles et propriétés
Découvre les grandes familles de matériaux et leurs propriétés pour comprendre comment choisir le bon matériau pour un objet.
Savais-tu que le verre de ta fenêtre et la céramique de ta tasse font partie de la même grande famille ?
Tous les objets qui t'entourent sont fabriqués à partir de matériaux. Une chaise, un téléphone, une fenêtre... Chaque matériau est choisi pour ses caractéristiques particulières. Dans cette leçon, nous allons classer les matériaux en familles et étudier leurs propriétés.
Objectifs de la leçon
- Identifier les quatre grandes familles de matériaux.
- Décrire les propriétés principales des matériaux (résistance, conductivité, etc.).
- Associer un matériau à son utilisation dans un objet du quotidien.
Les quatre grandes familles de matériaux
Les matériaux peuvent être classés en quatre grandes familles selon leur origine ou leur composition.
Les métaux (comme le fer, l'aluminium ou le cuivre) sont souvent brillants, conducteurs d'électricité et peuvent fondre à haute température.
famille: Métallique
origine: Extraite de minerais dans le sol
Les matériaux organiques comme le bois ou le cuir proviennent d'êtres vivants (animaux ou végétaux).
famille: Organique
origine: Végétale ou animale
Les plastiques (comme le PVC ou le polyéthylène) sont fabriqués par l'homme à partir du pétrole.
famille: Plastiques
origine: Synthétique, issue de la chimie
Les céramiques et les verres (comme la porcelaine ou le verre à vitre) sont fabriqués à partir de terre ou de sable, puis cuits à très haute température.
famille: Céramiques et Verres
origine: Minérale
Un même objet peut être composé de plusieurs matériaux de familles différentes ! Par exemple, un crayon à papier a une mine en graphite (minéral) et un corps en bois (organique).
Les propriétés des matériaux
Une propriété est une caractéristique d'un matériau. C'est pour ces propriétés que l'on choisit un matériau plutôt qu'un autre.
La résistance mécanique : Capacité à ne pas se casser ou se déformer sous une force. Un pont en acier (métal) est très résistant.
La conductivité électrique : Capacité à laisser passer le courant électrique. Les fils électriques sont en cuivre (métal), un bon conducteur.
La conductivité thermique : Capacité à conduire la chaleur. Une casserole a un fond en métal pour chauffer vite, mais un manche en plastique pour ne pas se brûler.
La transparence : Capacité à laisser passer la lumière. Une vitre est en verre, un matériau transparent.
L'imputrescibilité : Capacité à ne pas pourrir. Les poteaux en bois sont souvent traités pour résister à l'humidité.
Choisir le bon matériau
Lorsqu'on conçoit un objet, on sélectionne les matériaux en fonction de l'usage que l'on va en faire et des propriétés nécessaires.
Pour une poêle à frire, on utilise un métal (comme l'acier inoxydable) pour le fond car il conduit bien la chaleur et est solide. Le manche est souvent en plastique car c'est un isolant thermique (il ne conduit pas la chaleur).
choix 1: Fond en métal pour la conduction thermique
choix 2: Manche en plastique pour l'isolation et la sécurité
Pour une bouteille d'eau, on utilise souvent du plastique (PET) car il est léger, solide et étanche.
proprietes requises: Léger, solide, étanche, peu cher
À retenir
- Il existe 4 grandes familles de matériaux : les Métaux, les Matériaux Organiques, les Plastiques, les Céramiques et Verres.
- Chaque matériau possède des propriétés (résistance, conductivité, transparence...) qui le rendent adapté à certains usages.
- Le choix d'un matériau pour fabriquer un objet dépend de ses propriétés et de la fonction de l'objet.
