396
Analyse et technologie des surfaces
L’évolution de la perte de matière d’un organe mécanique en fonction du temps
présente généralement trois phases distinctes (fig. 24.1).
La phase OA est une phase d’adaptation des surfaces souvent appelée phase de
rodage ou d’incubation. La partie AB correspond à l’utilisation normale de
l’organe mécanique. La perte de matière est faible, régulière et fonction sensiblement linéaire du temps. La phase BC traduit la mise hors service du composant due
à une usure exagérée qui tend à modifier les conditions nominales de fonctionnement: jeux exagérés, lubrification inefficace, efforts élevés, endommagement des
surfaces. La quantification de l’usure fait appel à des lois empiriques dont nous donnerons quelques exemples.
24.3 USURE ADHÉSIVE
24.3.1 Généralités
Selon le schéma classique de BOWDEN et TABOR [24.1], l’usure adhésive se
caractérise par des jonctions interfaciales qui s’établissent entre les aspérités des
surfaces en contact. Ces aspérités sont soumises à des contraintes locales élevées et
subissent des déformations élastiques et plastiques qui provoquent un rapprochement des atomes et la création de liaisons interfaciales (fig. 24.2).
Plusieurs possibilités ont été proposées pour expliquer l’établissement de ces
liaisons que l’on peut regrouper en 4 familles principales:
• Les liaisons par accrochage mécanique et interpénétration des aspérités. On
les observe dans le cas de contact solide mou/solide dur (élastomère/métal ou minéral).
• Les liaisons par transfert d’électrons à travers l’interface (théorie de Deriaguine) qui produit une double couche de charges électriques de signe opposé de part
et d’autre de la surface. La force d’adhésion est générée par les forces électrostatiques qui s’établissent à travers l’interface entre ces couches. Ce mécanisme apparaît
dans les contacts polymères/polymères ou polymère/métal. Dans ce cas le
polymère se charge négativement à la rupture.
• Les liaisons basées sur l’absorption qui peut être chimique, il se crée alors
des liaisons primaires à courte distance de type métallique, ioniques ou covalentes
déformations élastiques
déformations plastiques
corps B
corps A
Fig. 24.2 Contact de deux corps solides d’après [24.1].
Analyse et technologie des surfaces
L’évolution de la perte de matière d’un organe mécanique en fonction du temps
présente généralement trois phases distinctes (fig. 24.1).
La phase OA est une phase d’adaptation des surfaces souvent appelée phase de
rodage ou d’incubation. La partie AB correspond à l’utilisation normale de
l’organe mécanique. La perte de matière est faible, régulière et fonction sensiblement linéaire du temps. La phase BC traduit la mise hors service du composant due
à une usure exagérée qui tend à modifier les conditions nominales de fonctionnement: jeux exagérés, lubrification inefficace, efforts élevés, endommagement des
surfaces. La quantification de l’usure fait appel à des lois empiriques dont nous donnerons quelques exemples.
24.3 USURE ADHÉSIVE
24.3.1 Généralités
Selon le schéma classique de BOWDEN et TABOR [24.1], l’usure adhésive se
caractérise par des jonctions interfaciales qui s’établissent entre les aspérités des
surfaces en contact. Ces aspérités sont soumises à des contraintes locales élevées et
subissent des déformations élastiques et plastiques qui provoquent un rapprochement des atomes et la création de liaisons interfaciales (fig. 24.2).
Plusieurs possibilités ont été proposées pour expliquer l’établissement de ces
liaisons que l’on peut regrouper en 4 familles principales:
• Les liaisons par accrochage mécanique et interpénétration des aspérités. On
les observe dans le cas de contact solide mou/solide dur (élastomère/métal ou minéral).
• Les liaisons par transfert d’électrons à travers l’interface (théorie de Deriaguine) qui produit une double couche de charges électriques de signe opposé de part
et d’autre de la surface. La force d’adhésion est générée par les forces électrostatiques qui s’établissent à travers l’interface entre ces couches. Ce mécanisme apparaît
dans les contacts polymères/polymères ou polymère/métal. Dans ce cas le
polymère se charge négativement à la rupture.
• Les liaisons basées sur l’absorption qui peut être chimique, il se crée alors
des liaisons primaires à courte distance de type métallique, ioniques ou covalentes
déformations élastiques
déformations plastiques
corps B
corps A
Fig. 24.2 Contact de deux corps solides d’après [24.1].