« Profilé » : différence entre les versions
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{{à sourcer|date=août 2019}}
[[Fichier:Construction Workers.jpg|vignette|Assemblage de profilés pour former une structure métallique.]]
[[Fichier:Chaise à sel.jpg|vignette|Ce meuble (une [[chaise à sel]]) est formé d'une structure poteaux (pieds) et poutre (traverses) en profilés de bois (de section carrée), qui assurent sa forme et sa résistance. Les panneaux de bois permettant de clore le tout et d'assurer sa stabilité.]]
Un [[matériau]] '''profilé''' est un matériau auquel on a donné un profil, une forme déterminée. D'un point de vue de la géométrie, ce sont des [[cylindre]]s au sens large : des volumes « droits » (générés par des [[droite (mathématiques)|droites]]) s'appuyant sur une courbe appelée, ici, « profil » (ou section).
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== Utilisations ==
Les profilés sont des éléments de base en [[construction mécanique]], en [[génie civil]], en menuiserie, … Il s'agit de [[barre]]s ou de [[Poutre (construction)|poutre]]s que l'on débite à la longueur voulue pour former des assemblages complexes. Par exemple :
* la [[Construction en bois#Ossature poteau poutre|structure poteau-poutre]] consiste à mettre en place un « squelette » fait de profilés ([[bois (matériau de construction)|bois]], [[béton armé]], [[métal]]) qui assure la tenue mécanique, puis à remplir cette structure pour lui donner sa fonction (habitation, hangar, entrepôt, atelier,
* en menuiserie, c'est aussi la structure de nombreux meubles et [[véranda]]s ; les cadres — de [[fenêtre]]s, de [[Encadrement (art)|tableaux et photographies]] — sont également
* en [[construction mécanique]], les profilés sont souvent des produits semi-finis débités pour être [[usinage|usinés]] ; on utilise principalement des profilés carrés ou rectangulaires (plats) pour les pièces prismatiques [[fraisage|fraisées]], et les profilés cylindriques (ronds) pour les pièces de révolution [[tournage mécanique|tournées]].
== Propriétés ==
Les propriétés que l'on recherche chez un profilé dépendent des [[analyse de la valeur|fonctions]] que doivent remplir les pièces.
=== Simplicité, disponibilité et coût ===
Une des raisons d'être des profilés est de disposer d'éléments standards. Cette [[norme et standard techniques|normalisation]] simplifie :
* la conception : le concepteur ([[architecte]], [[dessinateur industriel]], [[chaudronnerie|chaudronnier]], [[menuisier]], …) dispose d'une bibliothèque de profilés qui pourront servir à la fabrication du système qu'il conçoit et dessine ;
* l'approvisionnement : le responsable de la fabrication peut mettre en stock des profilés sachant qu'ils serviront à diverses fabrications et seront donc écoulés rapidement, ce qui diminue l'[[actif circulant]] et donc le [[besoin en fonds de roulement]] ;
* par ailleurs, de nombreux atelier et chantiers utilisant le même type de profilés, le marché est immense ([[offre et demande|demande]]) et cette situation est propice à la présence de nombreux fabricants ; cela assure une [[Sécurité de la chaîne logistique|sécurité de l'approvisionnement]] et une possibilité d'avoir des prix bas ([[économie d'échelle|économies d'échelle]], mise en [[concurrence]] des fournisseurs).
* On utilise aussi les profilés en aluminium pour des plus petites structures comme les [[impression 3D|imprimantes 3D]], les bordures de fenêtre, etc. Ils sont très convoités pour leur légèreté et leur simplicité de fabrication.
=== Propriétés mécaniques ===
Les profilés sont souvent utilisés pour des pièces dites de structure : ils déterminent les formes et dimensions du système, et leur stabilité.
La première préoccupation est la [[état limite ultime|résistance]] : le système doit supporter son propre poids, ainsi que la charge qui lui est soumise (poids de personnes pour une chaise, poids des charges transportées pour un châssis de véhicule ou une [[grue (engin)|grue]], effort de mise en mouvement) et les aléa (vent, neige sur un toit, accident). Cette résistance dépend
* du matériau ; on retient en général la [[limite d'élasticité]] R<sub>e</sub> ou la [[résistance à la traction]] R<sub>m</sub> (voir aussi ''[[Dureté (matériau)]]'') ;
* la forme du profil, de la section ; on distingue souvent des sollicitations standard :
** en [[traction]], [[Compression (physique)|compression]] et [[Contrainte de cisaillement|cisaillement]], c'est l'[[aire (géométrie)|aire]] de la section (la surface) qui confère la résistance,
** en [[flexion]], [[torsion]] et [[flambage]], c'est le [[moment quadratique]].
La deuxième préoccupation est la [[état limite en service|limitation de la déformation en usage]], c'est-à-dire la rigidité, la raideur. Cette rigidité dépend :
* du matériau ; on retient en général le [[module de Young]] E ;
* la forme du profil, de la section ; comme précédemment :
** en traction, compression et cisaillement, c'est l'[[aire (géométrie)|aire]] de la section (la surface) qui confère la rigidité,
** en flexion, torsion et flambage, c'est le [[moment quadratique]].
Cette notion de moment quadratique explique la forme de nombreux profilés : la partie au centre du profilé (la [[fibre neutre]]) contribue peu à la rigidité et à la résistance en flexion et en torsion, donc les profilés contiennent en général peu de matière au centre mais beaucoup de matière loin du centre. Cela permet d'avoir un bon rapport poids/rigidité et poids/résistance. On utilise donc souvent des [[Tube (forme)|tube]]s (de section circulaire, carrée, rectangulaire), des plats travaillant à [[chant (métrologie)|chant]], des [[Poutrelle I à profil normal|profils en I]], H ou U.
{{voir aussi|Poutrelle (construction métallique)}}
=== Autres propriétés ===
* couleur (transparence ou couleur) ;
*
* contraintes techniques de conception : ignifugés, résistants aux acides et/ou hydrocarbures,
== Mode d'obtention ==
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* [[Extrusion]]
Le choix du procédé dépend des caractéristiques techniques voulues (précision, longueur, matériaux).
{{Portail|génie mécanique|physique|matériaux}}
[[Catégorie:Science des matériaux]]
[[Catégorie:Forme de pièce]]
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