Glissement d’une surface irrégulière molle en élastomère sur une surface dure en verre lubrifiée

Gliding of a way soft elastomer on a lubricated hard glass surface

• Auteur / Autrice : Julie Haguet
• Direction : Jean-Charles Joud, Guillaume Parry, Estelle Botzung-Appert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, mécanique, génie civil, électrochimie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Science et ingénierie des matériaux et procédés (Grenoble, Isère, France ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Geneviève Barthes-Labrousse
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marc Mantel, Paolo Mangiagalli
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Geneviève Barthes-Labrousse, Bernard Forest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Applications industrielles

Modèles mathématiques

Frottement interne

Verre

Élastomères

Mots clés libres

Glissement

Elastomère

Verre

Huile silicone

Force d’activation

Force de glissement

Modélisation

Déformation

Cisaillement

Glinding

Elastomer

Glass

Silicone oil

Activation force

Gliding force

Modelization

Strain

Shear

Résumé

Les matériaux constitutifs des seringues destinées à l'industrie pharmaceutique peuvent entraîner des interactions indésirables avec les solutions médicamenteuses qu'elles contiennent. Lors du glissement d'un joint de piston dans le corps d'une seringue, les matériaux utilisés, la géométrie des différents éléments ainsi que les conditions expérimentales déterminent la mécanique du glissement. L'étude du glissement d'un joint de piston en élastomère mou dans un corps de seringue en verre lubrifié a été réalisée. L'influence de différents paramètres sur les forces de frottement tels que la viscosité et la quantité du lubrifiant et la nature de l'élastomère, a été étudiée. Cette étude couplée à une modélisation a permis de mettre en évidence des paramètres clés qui gouvernent la forme générale d'une courbe de glissement tels que la déformation du joint de piston et le cisaillement de l'huile. De plus, la condition nécessaire pour obtenir un pic d'activation sur les courbes de glissement est d'avoir une variation du coefficient de frottement qui suit une courbe de Stribeck.

Prefillable syringes for the pharmaceutical industry are made of different kinds of materials which can have undesirable interactions with the medicinal solutions present inside the syringe barrel. When a plunger stopper glides inside a syringe barrel, the materials used and the geometry of the different elements influence the gliding mechanics. The study of the gliding of a wavy elastomeric plunger stopper inside a siliconized glass barrel has been done. The influence of various parameters on the gliding forces, as the viscosity and the quantity of the lubricant, and the nature of the elastomer has been studied. This experimental study has been coupled to a modelization which has enabled to emphasize some critical parameters that govern the general shape of a gliding curve as the deformation of the stopper and the shear of the silicone oil. A necessary condition to obtain an activation peak for the gliding curves is to have a friction coefficient that follows a Stribeck-like variation.