Introduction à la tribologie

La science des frottements, de l’usure et de la lubrification

• La tribologie est la science et la technologie qui traite de l’interaction de surfaces quand elles se trouvent en mouvement relatif. Cette discipline comporte ainsi l’étude des frottements, de l’usure et de la lubrification de surfaces en contact, ainsi que celle de leurs interactions à leur interface. Ces interactions peuvent être une transmission de forces, la conversion d’une énergie mécanique, les propriétés chimiques des surfaces en question, ou les phénomènes enclenchés par leur morphologie et leur topographie. L’essence même de la tribologie est donc de comprendre ces interactions en vue de résoudre les problèmes qui en découlent, et de trouver des solutions adéquates.
• Les implications économiques de la tribologie sont significatives quand on considère, selon des recherches récentes, que plusieurs pour cent du Produit National Brut (PNB) de nombreux pays industrialisés pourraient être sauvés, si l’on apportait des solutions aux problèmes tribologiques. Ce pourrait être aussi simple que l’application d’un revêtement à faible coefficient de frottement sur une surface, l’amélioration du lubrifiant dans une interface coulissante, ou la réduction d’usure en modifiant le design du système.
• La tribologie est vraiment une science interdisciplinaire et doit, par conséquent, être considérée sous un angle holistique. Les ingénieurs sont souvent mal préparés à résoudre les problèmes de cette branche car ils n’en voient qu’un aspect : un ingénieur en mécanique pourrait certainement comprendre les subtilités mécaniques de surfaces en contact, mais pas les interactions chimiques possibles, ou le potentiel d’une diminution de frottement grâce à un lubrifiant. De même, la plupart des cours d’ingénierie de premier cycle négligent l’étude de la tribologie – ou ne couvrent le sujet que très brièvement. Cette situation ne donne pas aux diplômés d’aujourd’hui les outils nécessaires pour résoudre les problèmes tribologiques du monde réel.
• Le cours débute avec les bases de topographie de surface, les principes de la mécanique de contact, ainsi que les concepts fondamentaux de déformation à différentes échelles. Le cours se concentre ensuite sur les différents modes de frottements et d’usure, en mettant l’accent sur l’usure par adhésion et abrasion/érosion, l’usure des céramiques, des polymères et des couches de recouvrement. Deux sessions sont consacrées à des modèles de tests tribologiques, aux configurations instrumentales actuellement disponibles, et aux meilleurs moyens d’interpréter les données de tests.
• A la fin du cours, le participant aura une bonne compréhension des principes de base tribologiques, des méthodes de tests, et aura atteint un précieux point de départ pour appréhender les problèmes tribologiques de ce monde.