Usure des contacts mécaniques - Maîtrise de l’usure et du frottement

Faute de pouvoir s’appuyer sur des prescriptions formelles et qui plus est sur des « catalogues » de solutions, la résolution des problèmes de frottement et d’usure repose aujourd’hui essentiellement sur un certain nombre de « règles de l’art » issues de lois générales construites le plus souvent sur la base de retours d’expériences, recoupements…

Malgré les efforts consentis pour essayer de formaliser les connaissances et le savoir-faire (modélisations, bases de données, guides d’emploi…), les informations accessibles restent des indicateurs qui, le plus souvent, permettent de conclure non pas sur le choix d’une solution, mais sur plusieurs options possibles. Cette situation très courante justifie la place importante de l’expérimentation en tribologie, qui constitue un moyen souvent incontournable de sélection et choix définitifs des solutions.

On trouvera ci-après un certain nombre de règles de conception utilisables en construction mécanique, ces prescriptions impliquant la plupart des paramètres du contact tribologique : géométrie, topographie, lubrification, matériaux… Les règles et recommandations proposées s’articulent de la façon suivante :

• le premier groupe de recommandations, relatif aux contraintes mécaniques superficielles, aux températures, au coefficient de frottement, à la lubrification, correspond à des principes applicables aux situations (les plus fréquentes) où les phénomènes d’usure mettent en cause le comportement mécanique et thermique des contacts frottants ;

• les prescriptions concernant la topographie regroupent des spécifications à adapter au cas par cas, en fonction du contexte d’utilisation et notamment du mode de lubrification ;

• les indicateurs spécifiques aux matériaux (incluant les traitements de surface) portent, d’une part sur les critères de choix et d’orientation en fonction des principaux modes d’usure, d’autre part sur les propriétés de base et domaines d’utilisation de quelques grandes familles de solutions possibles.

Cet article constitue le dernier volet d’une série consacrée à l’usure des contacts mécaniques :

• Problématique et définitions [BM 5 065] ;

• Éléments de tribologie [BM 5 066] ;

• Manifestations de l’usure [BM 5 067].