Compréhension des mécanismes de dégradation de disques de frein pour véhicule « poids lourd » et définition de nouvelles solutions matériaux

par Mathilde Collignon

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de David Balloy et de Yannick Desplanques.

Soutenue le 21-01-2013

à l'Ecole centrale de Lille , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Lille) , en partenariat avec Laboratoire de mécanique de Lille (LML) (laboratoire) .

Le président du jury était Pierre Montmitonnet.

Le jury était composé de Yan-Ming Chen, Anne-Lise Bulthé, Philippe Dufrénoy.

Les rapporteurs étaient Yves Bienvenu, Farhad Rezaï-Aria.


  • Résumé

    L’objectif de cette thèse est de proposer de nouvelles solutions matériaux moins sensibles à la fissuration par fatigue thermique induite en frottement, première cause de remplacement des disques de frein de véhicule « poids lourd ». Les performances en freinage doivent être équivalentes à celles obtenues avec le couple de matériaux actuels : disque de frein en fonte à graphite lamellaire- garniture en matériau de friction composite à matrice semi-métallique. L’étude repose sur une approche multidisciplinaire des phénomènes et des couplages induits en freinage. Elle comporte quatre parties : la première partie expose les principaux enjeux industriels et scientifiques du freinage des véhicules « poids lourds » ; la seconde développe une approche modèle-expérience originale pour caractériser les sollicitations de freinage conduisant à la dégradation de disques de frein échelle 1 en fonte à graphite lamellaire ; enfin les nouvelles solutions matériaux considérées sont évaluées suivant une étude tribologique (troisième partie) et en cyclage thermique (quatrième partie), développée en laboratoire

  • Titre traduit

    Damage mechanisms of heavy-truck brake discs and new materials solutions


  • Résumé

    This PhD thesis was carried out with the aim of developing new materials for truck brake discs, so as to increase disc lifespans. Premature failure is the major problem encountered in the operation. Braking performances of new materials should be equivalent to those obtained with the current material couple: lamellar grey cast iron brake disc and commercial semi-metallic brake lining material. To do this, the study is divided in four parts: Firstly, major industrial and scientific aspects in braking are identified in literature and with investigations on truck brake discs used on road. Next, a coupled numerical-experimental approach enable us to characterize thermomechanical loadings induced by braking and leading to damage mechanisms of the lamellar grey cast iron disc. Finally, two aspects of new materials solutions are investigated in laboratory: tribological behaviour and thermal cycling behaviour


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : École centrale de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Bibliothèque virtuelle.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.