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MATERIAUX POUR L’INGENIEUR -----------1ère Année – L3 (mercredi 16 janvier 2013 – 1H)

Documents papiers autorisés – Ordinateurs, calculatrices et téléphones cellulaires interdits Répondre en cochant la case correspondant à la bonne réponse : -

une bonne réponse vaut 1 point,

-

une réponse fausse vaut -0,5 point

-

une absence de réponse vaut 0 point

1- On veut choisir un matériau pour concevoir une raquette de tennis. Cette dernière doit être légère et rigide pour obtenir une bonne maniabilité. Selon vous, quel indice de performance (à maximiser) sera le plus discriminant pour le choix du matériau ?

a-

 e2

E 1 bCm E

c-

 2 1 d- e E  2- En utilisant le bon IP, plusieurs matériaux se distinguent. Sachant que le coût de revient de cette raquette doit être le plus faible possible tout en possédant une bonne résistance à la rupture fragile, quel matériau choisiriez-vous ? a. b. c. d.

Bois (dans le sens perpendiculaire aux fibres) Composites polymère/fibres de verre (dans le sens de fibres) Céramiques techniques (alumine) Acier faiblement allié

3- Parmi les matériaux suivant, lequel présente la meilleure résistance à la rupture brutale (ou fragile) ? abcd-

Polystyrène (PS) Béton armé ZrO2 (céramique technique) Cuivre pur

4- La capacité calorifique molaire Cm d’un matériau croît avec la température jusqu’à atteindre un seuil. La loi de Dulong-Petit définit ce seuil. Quel est-il ? a- C m  3R 2

exp

E

 E  T  2 T    E   1  exp T  

b- C m  3R 

c- C m 

C

d- C m 

dQ dT



5- Les matériaux présentant de faibles conductibilités thermiques sont : a- dépourvus d’électrons libres b- des matériaux présentant divers types de défauts c- ou les deux 6- Pour récupérer les caractéristiques mécaniques d’un matériau (E ; m et r) quel est le type d’essai mécanique à mettre en œuvre : a- de fluage b- statique c- de fatigue 7- Dans le cas des métaux, le facteur d’intensité de contrainte (Kc) et l’énergie spécifique (Gc) sont : a- élevés tous les deux b- Gc grand et Kc faible c- Gc faible et Kc faible 8- Lors d’un essai de fatigue, la valeur maximale de la contrainte appliquée doit être forcément: a- égale à la limite d’élasticité b- égale à la contrainte à la rupture c- inférieure à la contrainte à la rupture

9- Quelle est la configuration électronique de valence de l’atome de Zirconium (Z=40) ? a- 5s2 4d25p6

b- 5s2 4d2 c- 5s2 5d2 10- Le cuivre cristallise dans un système cubique faces centrées. La cohésion de ce solide est assurée par : a- L’interaction entre deux ions Cu2+ b- L’interaction entre deux mailles cristallines élémentaires CfC c- L’interaction entre le réseau de tous les cations et le « gaz d’électrons » 11- La compacité du matériau de la question précédente est : a- La compacité maximale que peut présenter un métal b- de 63 % c- La compacité minimale que peut présenter un métal 12- Qu’induit l’interaction entre dislocations dans un métal : a. Le mouvement des dislocations b. Le durcissement du matériau c. La déformation plastique du matériau d. Rien

13- Dans une micrographie d’un acier d’usage courant contenant 0,38% de carbone, que représentent les contours (lignes) foncés que l’on peut observer? a. b. c. d.

Des dislocations Un grain Des joints de grain Des atomes de fer

14- Un copolymère formé à partir des monomères X et Y possède l’architecture suivante …XYYYXYXXYXYXX… Comment se nomme ce type de structure ? a. b. c. d.

Statistique séquencée Alternée La tactique

15- Quels sont les défauts sollicités lors de l’écrouissage des métaux ? a. b. c. d.

Les atomes en substitution Les lacunes Les dislocations Les précipités incohérents

16- Le sodium est un métal, sa structure cristalline est formée par : a. L’empilement des anions b. L’empilement des cations c. L’arrangement des molécules NaCl

17- Quel est l’état d’hybridation du carbone dans le graphite ? a- sp3 b- sp2 c- sp3d2 d – sp 18 – Le dopage de type n du germanium est possible avec : a- des atomes de bore b- des atomes phosphore c- des atomes de silicium d- des atomes d’arsenic

19 – D’une façon générale la conductivité électrique d’un semi-conducteur est plus élevée à : a- 10°C b- 26°C c- 50°C d- 100°C

20 – La bande de valence des isolants est : a- remplie b- vide c- à moitié remplie d- absente...