Tribologie : principes et applications

Responsable(s) : Denis MAZUYER
Cours ⋅ 16 hTP ⋅ 8 hBE ⋅ 4 h

Objectifs de la formation

Selon une étude récente, 20% de l'énergie consommée par l'être humain est perdue dans les contacts entre des surfaces en mouvement. Ce chiffre suffit à comprendre ce que la tribologie, discipline scientifique traitant du frottement, de l'usure et de la lubrification peut apporter pour permettre un développement économique soutenable. Si les volumes sont souvient bien dimensionnées, les surfaces constituent une butée physique pour contrôler la dissipation d'énergie dans les contacts glissants. La prise en compte des phénomènes tribologiques devient un passage obligé dans de nombreux secteurs industriels (mobilité, énergie, santé, ...) pour répondre aux enjeux technologiques de production durable des biens de consommation, de maîtrise de la consommation énergétique ou de la fiabilisation des produits manufacturés. Grâce à une approche interdisciplinaire couplant, mécanique, physique, sciences des matériaux et ingénierie des surfaces, ce cours donne les principes généraux de la tribologie pour l'optimisation systèmes complexes tels que les implants dans le corps humain, les assemblages transmettant des puissances, les motorisations ou les procédés de mise en forme.

Mots-clés

Friction, lubrification, ingénierie de surfaces, mécanique du contact, science des matériaux

Programme

La mécanique du contact statique

  • Mécanique du contact lisse et rugueux
  • Effet des couches minces

Lois macroscopiques du frottement et de l'usure

  • Frottements statique et dynamique
  • Mécanismes physiques de l'usure

Les lubrifiants et les surfaces

  • Adhésion entre surfaces et mécanique du contact adhésif
  • Structure et propriétés des lubrifiants et des additifs

La lubrification fluide

  • La lubrification hydrodynamique : principes physique de la portance
  • La lubrificatio élastohydrodynamique : contacts sous haute pression

La lubrification limite

  • Le contrôle du frottement et de l'usure
  • La lubrification moléculaire et nanotribologie

Compétences visées

  • Etre capable d'analyser un problème industriel en tribologie et de poser un diagnostic
  • Caractériser les propriétés des surfaces rugueuses et des lubrifiants liquides vis-à-vis d'une application tribologique implquant un contact glissant.
  • Proposer des solutions basées sur un choix de matériaux, de revêtement de lubrification ou de conception adapté à une application tribologique donnée.
  • Appliquer les concepts fondamentaux de frottement, d'usure et de lubrification pour prédire le comportement tribologique d'interface en glissement courantes.

Contrôle des connaissances

Note = 2/3 savoir + 1/3 savoir-faire

Note de savoir = 100% examen terminal

Note de savoir-faire = = 100% contrôle continu