Academic literature on the topic 'Résistance de frottement'

De nombreuses études expérimentales sont conduites pour analyser quantitativement la cinématique et l’écrasement des grains à l’interface sable-pieu sous chargement axial. Néanmoins, les résultats sont obtenus soit post-mortem, soit en déformations planes, et principalement pendant l’installation du pieu. L’article présente une approche innovante associant la tomographie à rayons X et l’analyse d’images en 3D et permettant d’extraire des informations à l’échelle granulaire, pendant le chargement monotone et cyclique du pieu. Les tests sont réalisés sur un pieu instrumenté installé par fonçage monotone dans un échantillon dense de sable. Après son installation, le pieu est soumis à un grand nombre de cycles axiaux contrôlés en déplacement à contrainte radiale constante. Ces essais sont conduits dans une mini-chambre de calibration qui permet d’acquérir des tomographies à rayons X à haute résolution après différentes étapes de chargement. La réponse macroscopique de l’interface montre une évolution du frottement à l’interface pendant les cycles en deux phases, avec une augmentation non négligeable de la résistance de frottement dans la seconde phase. Pour ces deux phases, la mesure de la cinématique révèle un comportement du sable différent associé à une densification importante à l’interface. D’abord, le sol se contracte radialement dans une zone de 4 D50 d’épaisseur. Ensuite, les grains de sable se déplacent difficilement et la densité à l’interface atteint un seuil pour lequel le frottement sur le pieu augmente de manière significative.

L’influence de TiB2 dans des revêtements à base nickel est étudiée du point de vue microstructurale (identification des phases et mesure de la porosité), mécanique (dureté et module d’élasticité par indentation instrumentée) et du comportement mécanique (résistance au frottement par usure pion/disque). Dans les deux revêtements à 2,5 et 10 % de TiB2, on note la présence de siliciures, carbures et borures mais uniquement la présence d’oxyde de titane pour la teneur à 10 %. La porosité est plus élevée (6 %) lorsque la teneur en TiB2 est plus petite, elle est de 1,2 % pour l’autre revêtement. Après une discussion sur l’effet de taille et l’influence de la porosité sur la mesure des propriétés par indentation, la dureté est trouvée sensiblement la même dans les deux cas, autour de 3 GPa, alors que le module d’élasticité semble plus élevé (175 GPa au lieu de 150 GPa) pour la teneur la plus élevée en TiB2. Enfin, le coefficient de frottement est plus grand dans la zone de transition ou de rodage avant d’atteindre la même valeur moyenne de 0,6 dans le régime stationnaire.

Dans le cadre des projets éoliens offshore, la conception optimisée des fondations de type monopieux forés dans des massifs rocheux carbonatés demande une estimation réaliste de la résistance au cisaillement mobilisable. Dans cette optique, une campagne d’essais de cisaillement d’interface roche / coulis est conduite sur la machine BCR3D qui permet, en particulier, d’appliquer une condition de rigidité imposée sur la normale à l’interface, condition jugée représentative de ce qui se passe au droit du pieu. On présente dans une première partie le dispositif expérimental, la préparation des éprouvettes d’essai et le choix des paramètres expérimentaux. Puis, au travers de différents résultats expérimentaux, on montre l’importance de la rigidité normale dans le développement de la résistance au cisaillement. Dans un second temps, on met en évidence que la rugosité, son évolution sous chargement et le contraste de propriétés mécaniques entre une roche (calcaire tendre ou calcarénite) et le coulis conditionnent le frottement mobilisable. L’élément commun à toutes les observations est la dilatation empêchée de l’interface et l’évolution associée de la contrainte normale à l’interface.

Dans ce travail, nous avons développé des couches nanométriques biocompatibles à base de titane (TiN et TiO2) sur acier inoxydable 316L, par CAE-PVD (Cathodic Arc Evaporation), qui est un procédé efficace pour la synthèse de revêtements de haute qualité. Nous avons axé notre étude sur une caractérisation mécanique et tribologique des revêtements par des tests d’indentation et des rayures. Les résultats obtenus montrent une morphologie dense et uniforme couplée à des propriétés mécaniques et interfaciales importantes. Les revêtements TiN et TiO2 ont montré une dureté comprise entre 5,9 GPa et 8,23 GPa. La mesure de l’adhérence par des tests de rayure a montré que les deux revêtements ont une qualité d’adhérence légèrement différente. Les couches développées en TiN et TiO2 ont montré des charges de cohésion critiques comprises entre 1,8 N et 3,3 N avec une charge d’adhérence critique de 13,1 N. Les propriétés tribologiques ont été étudiées, en utilisant un test de Scratch multi-passes à charge constante, ce qui a permis de déterminer le coefficient de frottement et le taux d’usure énergétique. Les coefficients de frottement des deux couches étudiées sont du même ordre de grandeur (0,1), mais on peut dire que la résistance au frottement varie d’une couche à l’autre. L’énergie spécifique d’usure était comprise entre 3,09 × 10−5 J/μm3 et 8,36 × 10−5 J/μm3, et elle n’a pas changé après immersion de la couche de TiN pendant 48 h dans une solution de NaCl à 3 %. Le film mince de TiN, connu pour sa biocompatibilité et ses performances biologiques, a montré des propriétés mécaniques et tribologiques qui lui permettent d’être utilisé dans les implants de hanche et de genou.

Cet article concerne l’absorption et la désorption du SO2 par des gouttes d’eau de diamètre supérieur à 1mm en chute libre dans un mélange air-SO2 à faible et moyenne concentrations. Dans ce cas, le transfert résulte du couplage des résistances interne et externe à la goutte. Dans la phase liquide, un modèle local basé sur la vitesse de frottement inter faciale et le diamètre de la goutte permet le calcul du coefficient de transfert interne kl. Le coefficient de transfert externe kg dans la phase gazeuse est déterminé à l’aide d’une expression plus classique Afin de valider le modèle, des investigations expérimentales sont menées en absorption et en désorption sur une colonne de 2.3 m de hauteur dans laquelle le temps de séjour des gouttes est de l’ordre de la seconde. Le présent modèle simule fort bien l’ensemble de ces expériences réalisées pour différents diamètres de goutte [2.04 ; 4.31] mm et différentes concentrations [100 ; 2000] ppm. Le modèle proposé est aussi comparé avec succès à des résultats expérimentaux de la littérature à faible et moyenne concentrations pour des temps de contact beaucoup plus grands. Son domaine d’application couvre donc désormais l’absorption et la désorption du SO2 pour des concentrations comprises entre quelques ppm et quelque %.

L'objectif de ce travail était d'introduire dans les codes de calcul de mise en forme des paramètres thermiques d'interface outil-lopin prenant en compte leur dépendance vis-à-vis de l'ensemble des paramètres thermo-physiques et rhéologiques. L'étude numérique proposée, a été fondée sur un modèle microscopique du contact dans lequel, l'outil parfaitement rigide crée, par son déplacement, une vague plastique déformable à la surface du lopin. Elle a permis de déterminer des expressions analytiques de la Résistance Thermique de Contact (RTC) en fonction des paramètres géométriques du contact et des propriétés des matériaux et du lubrifiant. Un dispositif expérimental a été mis en place pour valider les corrélations dans le cas de contacts secs. Une validation supplémentaire a été réalisée en comparant les RTC issues des corrélations aux résultats obtenus à partir de modèles de contact existants. Les corrélations ont été introduites dans le code de calcul de mise en forme POLLUX, qui considérait jusqu'à présent une
A numerical study is realised to estimate the Thermal Contact Resistance (TCR) between the tool and the workpiece during forming processes. The approach is based on a thermo-mechanical microscopic model of the contacting surfaces which assumes that during the relative motion between the tool and the workpiece, the perfectly rigid tool asperities create plastic waves on the workpiece contact surface. Empirical relationships are proposed, to determine the TCR as a function of the interface geometry and the thermal properties. The predictive capability of the relationships is obtained by comparing its outputs with the TCR determined from the numerical calculation. Furthermore, an experimental set up is designed so as to compare the experimental and the numerical values of the TCR and to validate the correlations for dry contacts. Another validation is also done by comparing the results with other thermal models for a particular geometry. These correlations are introduced in the numerical code of hot forming processes

Après traitement de séchage sur tambour, ou par percussion d'air à grande vitesse, les étoffes prennent un mauvais toucher. Au contraire, le sèche-linge donne un excellent toucher. Nous avons essayé d'expliquer ce phénomène. Lorsque l'on comprime une étoffe, on a un phénomène qui a une allure hyperbolique puisque l'on a une pseudo asymptote. Mais, phénomène intéressant, cette asymptote traduit l'arrangement des filés. Ainsi, un tricot ou un non-tissé se comprime moins qu'un tissu qui a toujours une masse volumique inférieure à celle d'un film. La pente de la compression est une traduction de la pilosité, et, en particulier pour les très faibles pressions, cette pente est très différente d'un tissu à l'autre, selon la façon dont il est produit. La friction sous faible pression et à faible vitesse (friction du toucher) donne exactement les mêmes résultats que la compression et, de toute évidence, les résultats obtenus montrent une influence très marquée de la pilosité ; ainsi, sur non-tissé très léger, la friction est quasi proportionnelle à la masse surfacique. Lorsque l'on traite un tissu sur tambour, on écrase sa pilosité, au contraire, le tumbler exalte cette pilosité. Lorsque l'on sèche un textile, on croit qu'il devient plus rêche, et on a souvent attribué cette modification au module de flexion. Or, ce modèle ne change pas, alors que la pilosité semble être la seule caractéristique du tissu qui soit autre

Le travail présenté comporte des éléments contribuant à la compréhension du phénomène du frottement régissant le comportement d'un géotextile sollicité en traction. Une partie bibliographique est destinée à faire le point sur l'état actuel des connaissances sur le frottement à l'interface sol-géotextile, à travers des essais d'extraction et des essais de frottement à la boîte de cisaillement. Une étude phénoménologique sous forme de modélisation analytique conduit à des lois d'ancrage permettant de déterminer le comportement une nappe géotextile sollicité en traction dans un milieu pulvérulent. Ces lois permettent une exploitation des essais réalisés dans la quatrième partie, en vue de déterminer les paramètres de la loi de comportement à l'interface. L' étude expérimentale comprend : - des essais d'extraction dans un modèle analogique bidimensionnel (rouleaux de SCHNEEBELI) - des essais de frottement plan à la boîte de CASAGRANDE, qui permettent de servir d'éléments de comparaison avec les essais d'extraction
This thesis contributes to the understanding of the mechanism (friction) governing the behaviour of fabrics (geotextiles) subjected to tensile forces. A review of existing literature on friction mobilisation at soil-geotextile interface as well as test methods (shear and pull out or extraction) with respect to the latter are presented. A theoretical analysis of the behaviour of geotextiles under extraction in non cohesive soils is arso resented. The resulting constitutive relationships provide the basis for the exploitation of the pull out tests carried out to determine the interface law parameters. The experimental study includes pull out tests in a bidimensional analogue model (SCHNEEBELI's cylindrical steel rollers), and friction tests using shear equipement for an eventual comparison with the extraction test results

Le phenomene de transport de masse constitue par le mecanisme de la diffusion binaire visqueuse de gaz a ete analyse finement au niveau d'un pore microscopique. Le phenomene de recirculation d'air est quantifie numeriquement dans un pore cylindrique en tenant compte de l'influence du fond et des parois. Les forces de viscosite le long des parois freinent la diffusion et l'on montre l'ecart a la solution de reference dite de stefan sans viscosite avec un air stagnant. Les flux d'air qui descendent le long des parois du pore montrent la possibilite d'une oxydation des composes qui impregnent la structure, comme par exemple les tanins du bois. Un fluide, diffusant dans un milieu poreux, passe a travers des capillaires microscopiques et subit deux types de resistances a la diffusion: une resistance reguliere due aux frottements visqueux aux parois de ce capillaire et une resistance singuliere due aux changements de sections. Les resultats numeriques de l'evaluation de ces resistances au niveau du pore sont utilises pour predire le coefficient de diffusion equivalent d'un assemblage de pores reconstituant des milieux poreux periodiques. On constate un bon accord avec des experiences issues de la litterature. L'effet de la viscosite est loin d'etre toujours negligeable pour la diffusion gazeuse en milieu poreux

Au Québec, il existe près de 6000 barrages et ouvrages régulateurs dont il est nécessaire d'assurer la sécurité et la stabilité. Les barrages-poids en béton, concernés par cette étude, sont soumis à plusieurs sollicitations telles que la poussée des eaux et l'action des sous-pressions. Ces sollicitations peuvent entraîner le cisaillement de l'ouvrage selon qu'elles se développent au sein d'une ou plusieurs interfaces suivantes: contact béton-béton, interface béton-roc de fondation et discontinuités roc-roc. La résistance au cisaillement de ces matériaux est gouvernée par leur friction et leur cohésion. La détermination de ces paramètres est donc primordiale dans l'établissement de la stabilité d'un barrage-poids en béton. Pour répondre à cette problématique, ce projet de maîtrise s'est concentré sur les paramètres de résistance au cisaillement (principalement l'angle de friction et la cohésion) des différentes interfaces des barrages, obtenus à partir des essais de résistance au cisaillement. Une base de données comportant plusieurs centaines d'essais a été constituée à partir de rapports d'essais de résistance au cisaillement disponibles sur des barrages-poids en béton du Québec.Au total, des essais provenant de 30 barrages-poids en béton, 4 carrières et 2 projets de barrages ont été incorporés dans la base de données. Ces ouvrages, construits entre 1911 à aujourd'hui, ont été investigués dans les années 1985 à 2010. Les données recueillies ont permis d'établir que plusieurs variables semblaient influencés [i.e. influencées] par la résistance au cisaillement. Les facteurs influençant les paramètres de résistance au cisaillement (tels que la nature du roc, la rugosité, l'effet d'échelle, la granulométrie, l'altération, etc.) ont été étudiés par des analyses statistiques. Notamment, les analyses en composantes principales ont permis d'établir des corrélations entre les différentes variables et les données d'essais, tandis que les classifications ascendantes hiérarchiques ont regroupé les données semblables et contribuer [i.e. contribué] à mieux comprendre les relations entre les variables. Plus particulièrement, ce sont les relations entre les paramètres de résistance au cisaillement et les types de roches formant les fondations rocheuses des barrages du Québec qui étaient recherchés [i.e. recherchées]. Les principaux résultats de ces analyses ont été les suivants : (1) Il n'existe pas de relation linéaire (c'est-à-dire directe) entre les paramètres de résistance au cisaillement et les divers types de rocher de fondation ; (2) Il n'y a pas d'effet d'échelle sur les résultats à l'échelle de l'éprouvette de laboratoire ; (3) Il existe une corrélation importante entre les paramètres de résistance au cisaillement et les paramètres de rugosité des épontes. Cette étude a donc permis de mieux comprendre le comportement au cisaillement des interfaces d'un barrage-poids en béton et d'établir que le facteur prépondérant demeure relié à la morphologie des épontes des discontinuités. En outre, certaines modifications à la méthodologie actuelle pour la détermination des paramètres de résistance au cisaillement ont été proposées, permettant d'approfondir les relations avec la rugosité des épontes.

Dans ce travail, nous avons cherché différentes solutions compatibles avec les traitements sous décharge électrique afin d'obtenir des couches mixtes de nitrures et d'oxyde de fer (magnétite). Afin de comparer leur comportement, nous avons réalise des études structurales des configurations obtenues, pour différents aciers faiblement alliés. La teneur en oxygène de ces couches a pu être vérifiée par analyses par spectrométrie optique à décharge luminescente : elles ont permis de montrer des variations sensibles de la teneur en éléments métalliques résiduels ou additionnels (Si, Ni, Cr. . . ) avec une accumulation de ces composés à l'interface oxyde-métal et à l'interface oxyde-nitrure. Ces résultats ont été confirmés par spectrométrie de masse d'ions secondaires. Des lames minces réalisées en sens travers et examinées en microscopie électronique à transmission ont permis de caractériser les interfaces oxyde-nitrure. Des tests de corrosion en milieu naturel et des mesures électrochimiques ont permis d'étudier la tenue à la corrosion des différentes couches de nitrures obtenues

Dans les boîtes de vitesses manuelles, engrenages, roulements et synchroniseurs sont lubrifiées par une unique huile sélectionnée d'après les spécifications engrenages. Des endommagements de fatigue de contact relatifs à l'utilisation de lubrifiants ont été rapportés. Plusieurs explications peuvent être considérées, mais nous nous attarderons sur les effets liés à l'emploi des additifs de lubrification. Comme cela a été expliqué dans la bibliographie, le lubrifiant (huile de base et additifs) peut réagir à la surface des pièces comme sur les faces des fissures débouchant. La fragilisation par hydrogène est un phénomène connu, mais il n'a pas été clairement établi si la présence de tribofilms et/ou l'adsorption d'additifs pouvaient contribuer à l'initiation et/ou à la propagation des fissures de fatigue. L'influence de la formulation du lubrifiant a été évaluée à l'aide d'essais de fatigue accélérés (réalisés à l'aide d'une machine bidisque) effectués en conditions de roulement pur et de glissement. En roulement pur, le lubrifiant formulé à l'aide du détergent génère une réduction de la durée de vie par rapport aux autres lubrifiants testés. Le tribofilm formé à la surface des galets a été étudié à l'aide de techniques d'analyse de surface (EDX, AES). Des similitudes en terme de composition élémentaire et d'épaisseurs ont été constatées entre ces tribofilms et des tribofilms modèles générés dans un contact bille disque (Mini Traction Machine). Ce dernier fut employé pour l'étude de la formulation du lubrifiant sur la formation de tribofilms. Le détergent semble être un additif-clé nécessaire à la génération d'un tribofilm épais. En n, le contenu chimique d'une fissure a été analysé. La coupe transversale réalisée par usinage ionique (FIB) a autorisé l'analyse EDX de ses faces de la surface à la pointe. Des éléments d'additifs ont été détectés. Si la durée de vie en glissement n'a pas beaucoup varié d'une formulation à l'autre, la présence d'additifs dans la fissure permet de formuler l'hypothèse suivante : le contenu chimique d'un lubrifiant peut influencer la propagation des fissures
Gears, rolling bearings and synchronizers are lubricated with a single oil, selected according to gear specifications in manual transmissions. Lubricant related Rolling Contact Fatigue (RCF) damage has been reported in bearings. Several explanations can be considered, but this work focuses on the effect of lubricant additives. As explained in the literature, the lubricant (base oil and additives) can react at the surface of the test pieces and/or on the fatigue crack faces open to the oil. Some effects like hydrogen embrittlement are known, but it has not been clearly established yet whether the presence of tribofilms and the adsorption of additives contribute to the initiation and/or propagation of fatigue cracks. The influence of lubricant formulation on fatigue life has been evaluated using accelerated fatigue tests (on a twin disc machine) performed under pure rolling and sliding conditions. Under pure rolling, the detergent containing oil generates a reduction of fatigue life compared with the other oils tested. The tribofilm formed at the surface of the discs was studied using surface analysis techniques (EDX, AES). It shows similarity in terms of elemental composition and thickness with model tribofilms generated in a ball on disc tribometer (Mini Traction Machine). The latter was used to evaluate the influence of lubricant formulation on tribofilm formation. The detergent seems to be a key additive generating a thick surface tribofilm. Finally, the chemical content of a crack was analysed. A FIB cross section allowed EDX analysis of the faces. Additive elements were found. Fatigue life did not vary much between the formulations tested under sliding conditions, but the presence of additives in the crack allows the following hypothesis : the chemical content of a lubricant can influence crack propagation

Afin d'apporter une contribution à l'étude des problèmes liés au transport sédimentaire tels que l'envasement des ports, la pollution des plages, l'érosion des côtes, etc. Nous avons effectué une étude expérimentale portant sur la couche limite sur un fond hydrauliquement lisse générée par le courant seul, la houle seule, et l'interaction houle-courant (la houle et le courant se propageant dans le même sens). Une analyse bibliographique sur les études de couche limite est représentée dans le chapitre I. La description de la technique expérimentale est présentée dans le chapitre ii. Les chapitres III, IV & V représentent les résultats obtenus en courant seul, houle seule, et en houle combinée au courant, et leurs comparaisons avec les résultats analytiques et numériques. Pour finir, une analyse de ces résultats en application au transport de sédiments et une conclusion générale ont été représentées. La plateforme expérimentale est constituée d'un canal à houle/courant de 25 m de long et 0,8 m de large. La hauteur d'eau moyenne est de 0,27 m pour les différents essais effectues. Les mesures de vitesse sont faites par vélocimétrie doppler laser à deux composantes à la mi-distance des deux parois latérales. Après une première série d'essais sur plusieurs sections le long du canal, plusieurs autres essais ont été effectués à 11 m du filtre place dans la partie amont du canal. Les résultats obtenus sont en accord avec les résultats classiques analytiques, numériques, et expérimentaux. Ils mettent en évidence un modèle de longueur de mélange dans la couche limite générée par le courant seul, et montrent une présence de la turbulence et l'apparition des instabilités (à certaines phases) dans la couche limite générée par la houle seule sur fond lisse à de faibles nombres de Reynolds. On observe dans les cas houle combinée au courant, une décroissance de la rugosité hydraulique quand l'amplitude de la vague augmente. Ces résultats permettent enfin de justifier les implications que peuvent avoir la couche limite sur le transport de sédiments