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Jean-Jacques CARRÉ : Ingénieur de l’École Supérieure des Techniques Aéronautiques et de Construction Automobile - Directeur Études Produits à la société Bendix Europe , Division Technique
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Lire l’articleINTRODUCTION
Après avoir rappelé qu’un organe de friction est un transformateur d’énergie mécanique en chaleur (article Théorie du freinage ) et dimensionné les garnitures et contre-matériaux en fonction de la puissance spécifique, le but de cet article est de donner les critères de choix, la conception, les caractéristiques générales, les essais et les nouvelles générations de matériaux de friction (garnitures et contre-matériaux).
Les contre-matériaux de friction à géométrie particulière : frein automatique, frein sur moteur électrique ou frein pour application ferroviaire (par exemple, TGV) seront étudiés dans chaque article relatif aux freins correspondants.
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5. Nouvelles générations de garnitures
Les recherches effectuées pour l’amélioration des caractéristiques des matériaux de friction sont conduites sous l’impulsion des trois principaux secteurs d’activité : automobile, aviation, chemin de fer.
De nouvelles exigences sont apparues, plus spécialement liées à des objectifs d’augmentation de vitesse, de réduction de poids et d’encombrement, introduisant des températures de fonctionnement plus élevées (800 oC et même 1 000 oC) pour le rotor. De plus, les recherches poursuivies à la fin des années 70 avaient pour but l’élimination de l’amiante en tant que composant de la garniture. Il est apparu difficile de réunir, en un seul matériau, toutes les propriétés équilibrées qu’apportait l’amiante : ténacité, élasticité, résistance thermique, capacité isolante, coefficient de friction, résistance à l’usure. De plus, il fallait s’assurer qu’aucune des nouvelles matières choisies ne contenait des agents pathogènes (tels que ceux reprochés à l’amiante).
Les matières de substitution ne doivent en aucun cas être constituées par des « mottes » de fibres, c’est-à-dire des « agglomérats » pouvant s’effilocher, et il faut que leur coût demeure raisonnable.
Les recherches se poursuivent surtout sur les différentes fibres pouvant être employées 2.1. Ces fibres sont actuellement les fibres de renfort des matériaux industriels modernes :
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fibres minérales : fibres de verre, de carbone, de céramique, de bore, de silice ;
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fibres organiques : fibres aramides, obtenues par filage d’un polyamide aromatique d’où le nom de polyaramide (par exemple, le Kevlar ).
D’autres renforts sont encore employés :
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fibres naturelles autres que l’amiante : le sisal, le coton ;
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fibres...
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