Modélisations multi-échelle « physiquement fondées » du contact frottant : application au freinage

Abstract

Le contact frottant, notamment lorsqu’il est fortement dissipatif, est un « paradis » du multi-échelle et du multi-physique. Il est bien connu que la prédominance et la multiplicité de ces couplages ont un impact direct sur les performances mais qui sont, au jour d’aujourd’hui, mal compris. Pour y remédier, le recours aux modèles numériques permettrait de mieux cibler les paramètres pertinents à condition qu’ils s’appuient sur une réalité expérimentale. Au sein de cette HDR, on souhaite passer un cap dans la compréhension des phénomènes mis en jeu. Pour cela, une stratégie, déclinée en trois axes, a été proposée. Le premier axe se focalise sur la caractérisation des matériaux en identifiant et quantifiant les mécanismes de déformations. Pour cela, un travail a été effectué dans une démarche « dialogue modèle-expérience » partant de la description microstructurale des matériaux jusqu’à la modélisation des essais expérimentaux. Des liens ont également été établis avec le procédé et les performances de freinage. Le deuxième axe s’attaque aux interactions d’échelles contact-système et de l’influence de chacune d’elles (rugosités, plateaux, matériaux hétérogènes, longueur de contact etc.) sur le crissement. Des développements numériques spécifiques ont été proposés en s’appuyant sur des méthodes novatrices permettant aussi de réduire les coûts de calcul. Enfin le troisième axe est plus orienté sur le caractère évolutif du matériau, du circuit tribologique et du système. Les résultats numériques et expérimentaux ont permis de montrer que ces aspects, pourtant très peu étudiés dans la littérature, sont du premier ordre sur les performances.