Etude des mécanismes élémentaires d'usure des élastomères chargés réticulés

• Auteur / Autrice : Elodie Genin-Blanchard
• Direction : Jean-Luc Loubet, Denis Mazuyer, Hassan Zahouani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Usure (mécanique)

Élastomères

Mots clés libres

Tribologie

Pneumatique

Caoutchouc

Elastomère chargé réticulé

Frottement

Usure

Rugosité

Nano-indentation

Faciès d'usure

Rides

Tribology

Tyre

Rubber

Filled rubber compound

Friction

Wear

Rugosity

Nanoindentation

Wear pattern

Ridges

Résumé

L'usure des élastomères chargés réticulés génère souvent des faciès à rides, que l'on peut voir notamment sur les pneumatiques dans certaines conditions d’utilisation. Le but de cette étude est d’étudier ces rides, reproduites en laboratoire au moyen d'un tribomètre spécifique, afin d'en expliquer le mécanisme de formation. Des grandeurs telles que la perte de masse, le coefficient de frottement, la rugosité et les propriétés mécaniques de surface sont analysées. L'apparition d'un tel faciès est reliée à des aspects de vibrations dans le contact et de champ de contraintes de traction à l'arrière du contact. Les rides obtenues présentent parfois des languettes plus ou moins enroulées et évoluent vers des débris d'usure en forme de rouleaux. Ce faciès à rides s'estompe ensuite au cours de l'essai tribologique pour disparaître lorsque la distance glissée devient grande. Une approche énergétique permet de souligner les couplages existant entre les différentes propriétés du matériau, le frottement, le faciès et l'usure.

The wear of filled rubber compounds often produces a ridge pattern which can be seen on tyres in certain driving conditions. The goal of this work is to study the ridges obtained in laboratory experiments on a specific tribometer and explain the mechanism of their formation. Parameters such as friction coefficient, loss of weight, rugosity and surface mechanical properties have been studied. The origin of this pattern is linked to contact vibrations and tensile stress field at the rear of the contact. The upper part of the ridges sometimes presents tongs which can be rolled and the ridges lead to roll shaped wear debris. The pattern then fades during the next part of the tribological test and disappears when the sliding distance becomes high. An energetical approach leads to emphasize the links between material properties, friction, pattern and wear.