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La chimie et le sport
matériaux, en l’occurrence
un support (le substrat) et un
revêtement pour obtenir les
meilleures performances des
pièces fi nies pour la décoration, l’anticorrosion ou, plus
spécifi quement dans le cas
traité ici pour la réduction des
efforts de frottement. Attention, l’expression « matériau
composé » désigne ici l’assemblage substrat/couche de
revêtement ; elle ne doit pas
être confondue avec l’expression « matériau composite »
traitée dans le Chapitre d’Y.
Rémond et J.-F. Caron.
La Figure 2 schématise la
structure de l’interface. Elle
rappelle aussi le principe de la
technique de dépôt – soit par
PVD (Physical Vapour Deposition) ou par PACVD (Plasma
Assisted Chemical Vapour
Deposition). Les couches DLC
sont obtenues à partir d’hydrocarbures (qui sont, on le
rappelle, les constituants des
dépôts organiques fossiles,
comme les pétroles ou, ce qui
est moins connu, les charbons). Les couches obtenues
sont en réalité des familles
de revêtements dits métastables
69 , qui peuvent différer
par leurs propriétés et leur
composition et non un « matériau unique» en tant que tel.
1.2. Structure du DLC
Comme le désigne son nom, le
DLC, « Diamond Like Carbon »,
ou carbone pseudo-diamant,
combine les propriétés de
69. Un système métastable est
cinétiquement stable mais pas
thermodynamiquement. Il se
situe dans un « creux d’énergie »,
et un apport d’énergie peut le faire
basculer vers un état stable (ou un
autre état métastable d’énergie
plus faible).
« moderniser » leurs véhicules d’usage quotidien, une
génération plus tard.
Ce chapitre est centré sur l’une
de ces solutions techniques :
l’emploi du DLC (Diamond Like
Carbon), matériau de revêtement des pièces métalliques
dont l’utilisation s’est affi rmée
récemment comme l’un des
facteurs importants d’accroissement des performances
des moteurs de compétition, d’abord bien sûr pour la
Formule 1 – la F1 ! Les travaux
qui sont derrière ces progrès
sont de recherche scientifi que sur les structures des
surfaces, sur les mécanismes
de la lubrifi cation et sur la
tribologie (science du frottement. Voir aussi le Chapitre de
N. Puget) ainsi que de mise au
point de techniques de réalisation des revêtements et de
caractérisation des performances des moteurs. Ils se
font au sein d’équipes d’ingénieurs et de chercheurs
animés de l’enthousiasme
et de l’esprit de compétition
de bon aloi que l’on attribue
généralement à la F1.
1
Le revêtement de DLC
pour améliorer
les rendements moteurs
1.1. Matériau composé :
revêtement sur support
Depuis
de
nombreuses
années, la technologie des
traitements de surface associe
les propriétés de différents
Figure 2
Un revêtement est une
superposition d’une ou plusieurs
couches sur un substrat (par
exemple la peinture d’une
carrosserie de voiture).
Couche DLC
Couches d’adhésion
Substrat
(Ex : acier)
La chimie et le sport
matériaux, en l’occurrence
un support (le substrat) et un
revêtement pour obtenir les
meilleures performances des
pièces fi nies pour la décoration, l’anticorrosion ou, plus
spécifi quement dans le cas
traité ici pour la réduction des
efforts de frottement. Attention, l’expression « matériau
composé » désigne ici l’assemblage substrat/couche de
revêtement ; elle ne doit pas
être confondue avec l’expression « matériau composite »
traitée dans le Chapitre d’Y.
Rémond et J.-F. Caron.
La Figure 2 schématise la
structure de l’interface. Elle
rappelle aussi le principe de la
technique de dépôt – soit par
PVD (Physical Vapour Deposition) ou par PACVD (Plasma
Assisted Chemical Vapour
Deposition). Les couches DLC
sont obtenues à partir d’hydrocarbures (qui sont, on le
rappelle, les constituants des
dépôts organiques fossiles,
comme les pétroles ou, ce qui
est moins connu, les charbons). Les couches obtenues
sont en réalité des familles
de revêtements dits métastables
69 , qui peuvent différer
par leurs propriétés et leur
composition et non un « matériau unique» en tant que tel.
1.2. Structure du DLC
Comme le désigne son nom, le
DLC, « Diamond Like Carbon »,
ou carbone pseudo-diamant,
combine les propriétés de
69. Un système métastable est
cinétiquement stable mais pas
thermodynamiquement. Il se
situe dans un « creux d’énergie »,
et un apport d’énergie peut le faire
basculer vers un état stable (ou un
autre état métastable d’énergie
plus faible).
« moderniser » leurs véhicules d’usage quotidien, une
génération plus tard.
Ce chapitre est centré sur l’une
de ces solutions techniques :
l’emploi du DLC (Diamond Like
Carbon), matériau de revêtement des pièces métalliques
dont l’utilisation s’est affi rmée
récemment comme l’un des
facteurs importants d’accroissement des performances
des moteurs de compétition, d’abord bien sûr pour la
Formule 1 – la F1 ! Les travaux
qui sont derrière ces progrès
sont de recherche scientifi que sur les structures des
surfaces, sur les mécanismes
de la lubrifi cation et sur la
tribologie (science du frottement. Voir aussi le Chapitre de
N. Puget) ainsi que de mise au
point de techniques de réalisation des revêtements et de
caractérisation des performances des moteurs. Ils se
font au sein d’équipes d’ingénieurs et de chercheurs
animés de l’enthousiasme
et de l’esprit de compétition
de bon aloi que l’on attribue
généralement à la F1.
1
Le revêtement de DLC
pour améliorer
les rendements moteurs
1.1. Matériau composé :
revêtement sur support
Depuis
de
nombreuses
années, la technologie des
traitements de surface associe
les propriétés de différents
Figure 2
Un revêtement est une
superposition d’une ou plusieurs
couches sur un substrat (par
exemple la peinture d’une
carrosserie de voiture).
Couche DLC
Couches d’adhésion
Substrat
(Ex : acier)