Tribologie

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Le mot tribologie, construit à partir des racines grecques tribein (frotter) et logos (discours, étude), a été proposé en 1968 par G. Salomon pour désigner la science qui étudie les phénomènes susceptibles de se produire lorsque deux corps en contact sont animés de mouvements relatifs. Il recouvre, entre autres, tous les domaines du frottement, de l’usure et de la lubrification.

La tribologie fait l'objet d'un wikilivre, regroupant tous les aspects de cette science présentés de manière cohérente.

Sommaire 1 Introduction 2 Ouvrage principal 3 Chapitres détaillés 4 Bibliographie

Introduction

Peu de gens imaginent à quel point les manifestations du frottement sont intégrées à nos comportements quotidiens. Que serait notre monde sans frottement ni adhérence ? Imaginons nos voitures et nos trains patinant sans espoir d'avancer, si ce n'est dans les pentes descendantes, quant aux vélos ... Impossible de lacer nos chaussures, d’ailleurs inutiles car nous ne pouvons plus marcher. Plus de nœuds de cravate, ni de tas de sable, ni d’assemblages cloués ou vissés, ni d’échelles appuyées aux murs. Un monde sans frottement serait encore plus invivable qu’un monde avec des frottements décuplés ...

Si ce domaine est peu connu du grand public, il n'en a pas moins des implications économiques et politiques extrêmement importantes. Voici quelques exemples dont chacun comprendra facilement la portée :

• À masse roulante égale, pour vaincre les différentes sortes de frottements, le transport routier consomme environ 5 fois plus d'énergie que le transport ferroviaire.
• L'usure des revêtements routiers est proportionnelle à la quatrième puissance de la charge à l'essieu. Ainsi, compte tenu de la répartition des masses entre l'avant et l'arrière, un camion de 13 tonnes à deux essieux fait autant de dégâts sur les routes que 100 000 automobiles. Lors du calcul du revêtement des autoroutes, on tient compte presque uniquement des poids lourds, les automobiles n'intervenant que pour un faible pourcentage, presque toujours largement inférieur à 5 %. Au Canada, la nouvelle répartition du produit des taxes sur les carburants tient compte de cet état de fait, en considérant que le carburant diesel est utilisé par les véhicules lourds responsables de la majeure partie de l'usure des routes.
• Les composants des machines et équipements sont beaucoup plus souvent détruits par l'endommagement de leur surface que par la dislocation de leur volume. D'un certain côté, c'est heureux, car si l'usure peut provoquer la mise hors service d'une machine, la rupture d'une pièce peut provoquer de graves accidents. D'un autre côté, c'est un secret de Polichinelle, la maîtrise des durées de vie permet d'obliger les consommateurs à passer plus souvent que nécessaire au service après-vente ou, plus radicalement, à renouveler leurs achats.

Ouvrage principal

Tribologie (wikilivres).

Chapitres détaillés

• Généralités
• Manifestations du frottement
• Diverses approches
• Modélisation des actions de contact
• Genèse des frottements

• Nature et comportement des surfaces frottantes
• Usure des surfaces dont engrenages - roulements
• Matériaux utilisables pour le frottement
• Traitements anti-usure
• Revêtements anti-usure
• Lubrifiants dont liquides - pâtes

• Applications pratiques
• Guidage par glissement
• Contacts localisés - Pressions de Hertz
• Facteurs de frottement

Bibliographie

Le coût très élevé des recherches tribologiques fondamentales, tant sur le plan matériel que sur le plan humain, explique que les lieux où l'on peut les entreprendre sont rarissimes. Voici une quinzaine d'années, deux laboratoires étaient particulièrement actifs, l'un à Cambridge et l'autre à Moscou. Tous deux ont apparemment sombré corps et biens, si l'on en juge par le tarissement brutal de leurs publications : le premier, à la suite de quelques années de politique thatchérienne, le second, à la suite du naufrage de l'Union Soviétique.

Beaucoup d’organismes ou d’entreprises sont amenés, pour des raisons diverses, à faire de la tribologie appliquée à propos de tel ou tel de leurs produits, éléments de machines ou processus de fabrication. Jusqu’à la fin des années 1980, beaucoup de ces recherches étaient publiées dans des revues de haut niveau comme celles qu’éditaient SKF (roulements à billes, à rouleaux et autres produits), Brown-Boveri (construction de gros matériel électrique, de locomotives, de centrales hydrauliques, thermiques, nucléaires, ...), le Centre Technique des Industries Mécaniques (CETIM) et bien d'autres.

Quand ces périodiques n'ont pas purement et simplement disparu, ils ne contiennent plus que des informations générales sans grand intérêt et de la publicité plus ou moins déguisée. D'autres revues techniques plus générales, qui se nourrissaient de ces publications, en faisaient connaître la substance au public, ont vu leurs sources d’informations taries et leur contenu s’est terriblement appauvri. C'est l'une des raisons (pas la seule) pour lesquelles la bibliographie mise à votre disposition pourra vous sembler dans l'ensemble relativement ancienne.

Par ailleurs, vous n'y trouverez presque rien sur des domaines comme le frottement et l’usure des céramiques, matériaux particulièrement sensibles dans les domaines de l'industrie et de l'armement. Pourtant, les publications ne manquent pas, mais elles sont de plus en plus fréquemment rédigées dans le cadre de contrats de recherche et le lecteur le moins attentif aura tôt fait de remarquer qu'elles contiennent souvent des informations très suspectes. Quand, partant des mêmes bases, deux chercheurs arrivent à des conclusions radicalement différentes, voire contradictoires, on peut en déduire que l'un au moins a été contraint de publier un document biaisé. Mais comment distinguer le bon grain de l'ivraie ?

L'Histoire montre que les sociétés humaines n'ont progressé que pendant les périodes où les connaissances étaient mises en commun, où chacun pouvait s'enrichir du savoir des autres. En France, le siècle des Lumières et les Trente glorieuses en sont d'excellents exemples.

Que chacun fasse la petite expérience suivante, juste pour voir :

1. Lancer son moteur de recherche préféré sur la piste du mot « tribologie »,
2. Explorer les 50 premiers liens (les suivants ne donneront pas grand chose de plus),
3. Se donner la peine de réfléchir aux conséquences, en particulier pour le travail des professeurs, du passage de l'information dans les circuits commerciaux.