Garnitures mécaniques d’étanchéité - Déformations des faces et applications

Les articles [BM 5425] et [BM 5426] rappellent la grande variété d’agencements et d’applications industrielles des garnitures. Une autre série d’articles étudient le comportement des garnitures mécanique pour liquides : l’article [BM 5421] expose l’étude de l’écoulement du fluide entre les surfaces alignées séparées par une distance stationnaire (lubrification hydrostatique) ; les régimes de lubrification hydrodynamique ou mixte qui apparaissent lorsque les faces sont en mouvement sont présentés dans l’article [BM 5422] ; puis le comportement dynamique et les transferts de chaleur dans les garnitures mécaniques sont étudiés dans l’article [BM 5427].

Cet article s’intéresse aux déformations des faces de frottement d’une garniture, qui apparaissent lors du fonctionnement et perturbent la distribution d’épaisseur de film et donc le régime de lubrification. Le couplage entre la lubrification, la dissipation thermique et les déformations est abordé dans la seconde partie de l’article au travers de l’étude de deux exemples. Ces derniers permettent de mettre en évidence la complexité du comportement des garnitures mécaniques.

Il sera montré que, dans certains cas, des approximations permettent d’établir des modèles théoriques relativement simples ayant des solutions analytiques ou semi-analytiques que l’ingénieur de bureau d’étude pourra mettre en œuvre lui-même. Il est alors possible de mettre en évidence certains phénomènes essentiels et d’évaluer les performances de la garniture avec une précision suffisante. Ces approches ont été privilégiées dans cet article.

Dans d’autres cas, les approximations précédentes conduisent à des résultats imprécis ou erronés. Ils nécessitent une approche théorique plus approfondie et la mise en œuvre de codes de calcul dédiés plus complexes. Les principes de bases de ces études sont brièvement expliqués et leurs références bibliographiques sont citées.

Un tableau des symboles utilisés et un autre d’indices sont présentés en fin d’article.