Article

1 - LA PLACE DES CÉRAMIQUES DANS LE MONDE DES MATÉRIAUX

2 - LES TECHNOLOGIES CÉRAMIQUES

3 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : N4811 v1

Céramiques - Caractéristiques et technologies

Auteur(s) : Pierre LEFORT

Relu et validé le 02 août 2023

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Présentation

RÉSUMÉ

Les céramiques ont connu un essor considérable depuis la seconde moitié du XXIème siècle. Ce sont les acteurs essentiels de la « science des matériaux» en compagnie des métaux d’une part, des polymères et matériaux naturels d’autre part. Elles sont d’une extrême diversité de composition, les possibilités étant loin d’avoir été toutes explorées, si bien que l’ingénieur ne peut pas les oublier lorsqu’il conçoit un nouveau produit ou qu’il veut en améliorer un plus ancien. Cet article traite de ce qui fait la spécificité des céramiques et il examine les différentes techniques mises en œuvre pour les fabriquer. Un classement de ces matériaux, fondé sur leurs différents usages, est proposé.

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ABSTRACT

Ceramics. Characteristics and Technologies

Ceramics have progressed considerably since the second half of the 20th century. They became the major actors in "Materials Science", with metals, polymers and natural materials. They have extremely diverse compositions, and their potential future developments are far from fully explored. Today’s engineers cannot ignore them when designing new products or when improving older ones. In this article, the specific features of this class of materials are examined, along with the techniques used for their fabrication. A classification of these materials is proposed according to their different uses.

Auteur(s)

  • Pierre LEFORT : Professeur - Centre européen de la céramique - Institut de recherche sur les céramiques (IRCER) UMR CNRS 7315 - Université de Limoges, Limoges, France

INTRODUCTION

Les céramiques sont des matériaux de la vie courante très connus du grand public. Elles sont présentes dans de nombreux objets du quotidien, de façon très visible, par exemple avec la vaisselle de table, ou bien de façon plus cachée comme dans nos ordinateurs ou nos téléphones portables où elles sont un constituant essentiel de l’électronique.

Le secteur de la production et, en amont, celui de la recherche sont très actifs. Ils génèrent un chiffre d’affaires difficile à estimer précisément, mais qui est colossal, probablement de plus de 100 milliards de dollars par an au niveau mondial.

Les bibliothèques universitaires contiennent des centaines d’ouvrages dédiés à cette thématique et son importance industrielle a conduit les éditions Techniques de l’Ingénieur à lui consacrer, parmi ses bases documentaires, un volume entier composé de plusieurs dizaines de contributions détaillées. Le champ scientifique et technique couvert par les céramiques est si vaste qu’il est souvent difficile de s’y repérer et d’en avoir une vue d’ensemble. C’est pourtant l’objectif de ce travail : donner dans un volume limité à quelques pages les éléments principaux d’identification des matériaux céramiques parmi les autres sortes de matériaux, pour que le lecteur puisse se faire une idée de leurs spécificités et des technologies qui leur sont propres, et aussi de mieux comprendre pourquoi ils font l’objet de tant d’études et de développements depuis une cinquantaine d’années.

Les céramiques occupent en effet une place à part parmi les matériaux, usuellement divisés en trois grandes classes en fonction de leurs très nombreuses différences de composition, de comportement physico-chimique, de modes d’élaboration, et de propriétés d’usage. Ces trois classes sont :

  • les métaux et alliages métalliques ;

  • les matériaux organiques (produits naturels comme le bois, ou de synthèse comme les matières plastiques) ;

  • et les céramiques.

D’un point de vue pratique, l’ingénieur devant concevoir telle ou telle pièce technique dans des domaines allant de l’électronique à la mécanique, de la médecine aux arts de la table, ne peut que se poser d’emblée la question : « Quel matériau ou quel assemblage de matériaux vais-je utiliser ? » On est ici au cœur du métier de l’ingénieur, où s’affrontent des contraintes très diverses, techniques d’abord, mais aussi économiques, voire écologiques… La réponse se trouve évidemment au cas par cas, dans le cadre des très larges possibilités ouvertes par le monde des matériaux en général, par celui des céramiques en particulier, avec une mention spéciale pour les « composites céramiques » (associations de matériaux pour certains usages spécifiques, notamment dans le cas des revêtements céramiques).

Cet article ne se rapproche donc en rien d’un traité sur la céramique – impossible à réaliser en quelques dizaines de pages – mais il se veut simplement être une introduction à cette branche de la science des matériaux aux ramifications multiples. Il s’agit, dans un premier temps, de donner une vue d’ensemble situant les céramiques parmi les autres matériaux, avec leurs principales propriétés et leurs méthodes de fabrication. Le lecteur souhaitant avoir plus de renseignements sur les applications extrêmement diversifiées des céramiques pourra se reporter, dans un second temps, à la suite de cet article consacré aux différentes sortes de produits céramiques qui dresse le portait du monde des céramiques : Céramiques. Typologie des produits [N4812]. Il pourra aussi consulter les articles détaillés des Techniques de l’Ingénieur qui sont appelés dans le texte chaque fois qu’il est fait référence à un domaine qui y est traité de manière approfondie.

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KEYWORDS

ceramics classification   |   ceramics manufacturing   |   ceramic materials

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-n4811


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - DÖRNER (P.), GAUCKLER (L.J.), KRIEG (H.), LUKAS (H.L.), PETZOW (G.), WEISS (J.) -      -  Calphad, 3, [4], 241-257 (1979).

  • (2) - MERKLE (R.), MAIER (J.Z.) -   Für Anorg.  -  Allg. Chem. 631, 1163-1166 (2005).

  • (3) - RIOULT (F.) -   Cinétique et mécanismes de corrosion sèche d’un cermet à base Cu-Ni.  -  Thèse de doctorat, École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne (2005).

  • (4) - VALETTE (S.) -   Influence de la préoxydation d’un acier sur l’adhérence de son revêtement en alumine déposé par voie plasma thermique.  -  Thèse de doctorat, Université de Limoges (2004).

  • (5) - HAUSSONNE (J.M.), BARTON (J.L.), BOWEN (P.), CARRY (C.P.) -   Céramiques et verres.  -  Presses polytechniques et universitaires romandes, Lausanne (2005).

  • ...

ANNEXES

  1. 1 Annuaire

    1 Annuaire

    Confédération des industries céramiques de France (CICF), 2 bis rue Michelet, 92130 Issy-Les-Moulineaux – Tél. : 01 57 75 90 10

    BIHL S.A., http://www.bhil.fr

    LABOMODERNE, http://www.labomoderne.com

    W. A. Bachofen AG Maschinenfabrik, CH-4132 Muttenz 1 / Suisse, http://www.wab.ch

    Faure Equipements, http://www.faureequip.com

    European Society of Rheology, https://rheology-esr.org

    Groupe Français de Rhéologie, http://www.legfr.fr

    Imerys ceramics, http://www.imerys-ceramics.com

    Malvern Instruments, https://www.malvern.com/fr/products/measurement-type/zeta-potential

    Porcelaines Bernardaud, http://www.bernardaud.com

    Cerinnov, http://www.cerinnov.com

    Centre de Transfert de Technologies Céramiques, CTTC, http://www.cttc.fr

    Ceradrop, http://www.ceradrop.com

    Elmetherm, http://www.elmetherm.com

    Cleia, http://www.cleia.fr

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