Étude de l'endommagement surfacique de matériaux composites type carbone/carbone sous sollicitations tribologiques

Wear behavior of carbon/carbon composite materials subject to tribological environment

• Auteur / Autrice : Jean-François Jeanne
• Direction : Bernard Lamy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Nantes

Résumé

Le but de cette these est d'etudier le comportement tribologique de quatre materiaux composites type carbone/carbone et carbone/sic sur un banc de freinage industriel dans trois environnements (sec, humide et neutre). L'etude du comportement est completee par une serie d'experimentations de laboratoire destinees a illustrer et quantifier les processus elementaires de degradation de surface. La mise en parallele des experiences industrielles et de laboratoire permet d'etablir les facteurs influant sur le comportement et l'endommagement de ces materiaux. Ces facteurs tels que l'architecture fibreuse, le taux de graphitation de la matrice, le taux de porosite, la vitesse initiale de freinage, l'ambiance, sont plus moins preponderants. Les experimentations de sclerometrie et d'abrasion ainsi que les endommagements de surface par flux thermique permettent de cerner le processus d'usure, combinaison entre abrasion et usure tribochimique. Deux modeles thermiques macroscopiques adaptes aux applications de freinages sont developpes. L'un, analytique, permet une approche rapide des phenomenes thermiques dans une optique de developpement. Le second, numerique aux differences finies base sur la methode des directions alternees implicites, permet une approche plus fine et plus complete des phenomenes. Les deux modelisations developpees montrent une bonne adequation a l'application de freinage avec une bonne correlation avec les resultats experimentaux. Cette correlation avec les essais sur le banc permet d'envisager une reduction des campagnes de tests de nouveaux systemes, but premier de ce travail de recherche