développement de nouvelles stratégies de lubrification

L’axe principal de recherche du GTSI, depuis sa création, s’inscrit dans le développement de nouvelles stratégies de lubrification, nécessaires pour pallier les insuffisances et problèmes environnementaux engendrés par l’emploi des additifs réducteurs de frottement conventionnels. L’action de ces derniers est liée à la formation d’un film anti-usure sur les surfaces frottantes, résultant de réactions chimiques entre les additifs et les substrats. Toutefois, ces systèmes présentent trois points faibles.

Le premier est lié à la cinétique des réactions mises en jeu, impliquant une période de formation du film protecteur (appelée période d’induction) pendant laquelle les surfaces frottantes subissent une usure importante.
Le deuxième point faible est dû à l’action amoindrie, voire inexistante, des additifs conventionnels lors de l’utilisation de substrats peu ou pas réactifs avec les additifs ou en cas d’atmosphère agressive.
Enfin, la nécessité de réduire les concentrations en soufre et phosphore dans les lubrifiants imposent de recourir à d’autres systèmes.

L’approche développée par le GTSI consiste à approvisionner le contact glissant en particules solides, de dimension nanométrique, susceptibles de constituer le film tribologique dans les conditions physiques du contact en glissement (pressions élevées – de l’ordre du GPa, taux de cisaillement extrêmes – de l’ordre de 10⁵s^-1) sans réaction chimique avec les substrats et avec des cinétiques de formation quasi instantanée. L’objectif est le développement de nouveaux matériaux à propriétés réductrices de frottement et anti-usure intrinsèques pouvant être utilisés comme lubrifiants solides sous forme de couches minces déposées sur des surfaces soumises au frottement ou bien comme additifs pour lubrifiants gels (graisses lubrifiantes) et liquides (huiles lubrifiantes) afin de leur conférer des propriétés anti-usure, réductrices du frottement et anti corrosion supérieures aux additifs actuels. Les objectifs déclarés du prochain contrat sont donc:

– La synthèse de nouvelles nanostructures carbonées

La sélection des particules étudiées se fait sur trois axes : choix des nanostructures carbonées fluorées, influence du facteur de formes, étude de nanostructures carbonées issues de la biomasse. (lire la suite…)

– La caractérisation des particules nanostructurées:

Afin de mieux comprendre les mécanismes de réduction du frottement, il est nécessaire de caractériser les nanoparticules synthétisées: leur morphologie, leur structure, leurs propriétés tribologiques et mécaniques (lire la suite …)

– La caractérisation des tribofilms

Il s’agit ici d’étudier le tribofilms formés à partir des nouveaux additifs précités et ainsi que de continuer l’étude sur l’effet du facteur de forme sur les propriétés tribologiques afin de mieux cerner les mécanismes réducteurs de frottement et d’usure. (lire la suite…)

– La mise en applications des additifs en contexte industriel

Les études menées lors du précédent contrat ont permis de mettre en évidence que l’incorporation des nanoparticules solides dans un liquide conduisait à une réduction drastique du coefficient de frottement. Il s’agira (lire la suite…)

Mécanismes de dégradation des CMP sous contraintes mécaniques et environnementales.

Parallèlement à l’axe de recherche « historique » du laboratoire, la création en septembre 2012 d’une formation d’ingénieur en spécialité matériaux impliquant fortement le GTSI, nous a amené à proposer au cours de ce contrat un axe de recherche portant sur l’endommagement des matériaux composites sous contraintes mécaniques et environnementales. Le développement de cet axe s’appuie sur le savoir-faire du GTSI, régulièrement sollicité par des industriels pour des travaux d’expertise dans ce domaine. Notre choix s’est porté sur les matériaux composites à matrice polymère (CMP) qui sont largement rencontrés dans notre vie quotidienne et qui sont soumis à un vieillissement accéléré sous nos latitudes.
Une attention particulière est portée sur les mécanismes responsables de la décohésion aux interfaces matrice/renfort. L’objectif étant de caractériser les mécanismes de dégradations dès les premiers stades d’altération du matériau. Il est intéressant de corréler ces données à la durée de vie du matériau. (lire la suite …)