Conception des matériaux
Sélection des matériaux métalliques - Introduction

Dans l’œuvre d’Aristote, l’un des thèmes dominants est la théologie des quatre causes. Ainsi, dans la création d’un objet, interviennent [1] :

• la cause matérielle : le matériau, c’est-à-dire la matière affectée d’un rôle ;

• la cause efficiente : l’ouvrier, l’artisan qui agit sur cette matière ;

• la cause formelle : la forme que l’on donne à l’objet ;

• la cause finale : l’usage auquel on destine l’objet.

Aujourd’hui, l’ingénieur est plus préoccupé par la fonction, puis par la forme, que par le matériau, et reste contraint par le triangle d’or : coût, qualité, délai.

La « conception » des produits industriels tend à ordonner la démarche de création : à partir d’un « besoin » supposé du marché, défini par un « cahier des charges » qui décrit les fonctions recherchées, les exigences et les contraintes qui en découleront, le concepteur va élaborer par étapes de précision croissante le projet : formes, matériaux, procédés, et en évaluer le coût.

L’apparition et le développement des outils matériels et logiciels informatiques ont vite amené les concepteurs à tenter de systématiser la démarche conceptuelle pour le dessin (DAO), la conception (CAO), et la fabrication (FAO). Les possibilités de représenter des solutions possibles, de calculer leurs « réponses » aux exigences du cahier des charges, avec un temps de plus en plus court, ont amené des préoccupations accrues d’optimisation durant la conception, préoccupations qui alimentent aujourd’hui une large réflexion [2] [3] [4] [5].

Dans le même temps, le monde des matériaux disponibles « explosait » avec le développement compétitif des alliages métalliques « modernes », des polymères, des matériaux composites... Dès les années 1970, Alvin Toffler invente le mot d’« hyperchoix » [6]. La question, qui était pour le concepteur : « Comment puis-je utiliser tel matériau pour fabriquer mon objet ? » tend à devenir : « Quel matériau remplit le mieux les fonctions dont j’ai besoin ? », et les choix, plus ouverts, n’en sont pas facilités.