Thèse soutenue

Etude expérimentale du frottement entre l’acier et un matériau fragile sous haute vitesse et haute pression
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Bastien Durand
Direction : Patrice BaillyDidier Picart
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie mécanique
Date : Soutenance le 04/12/2013
Etablissement(s) : Orléans
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, Informatique, Physique Théorique et Ingénierie des Systèmes (Centre-Val de Loire)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....)
Laboratoire : Institut Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes- Mécanique et Energétique
Jury : Président / Présidente : Vincent Grolleau
Examinateurs / Examinatrices : Patrice Bailly, Didier Picart, Vincent Grolleau, Han Zhao, Sébastien Mercier, Gérard Gary, Franck Delvare, Mame William-Louis
Rapporteurs / Rapporteuses : Han Zhao, Sébastien Mercier

Mots clés

FR  |  
EN

Résumé

FR  |  
EN

L’objectif de la thèse est la caractérisation expérimentale du frottement entre l’acier et un matériau fragile. Les pressions et les vitesses de glissement qu’on cherche à atteindre sont respectivement de l’ordre de 10 à 100 MPa et l’ordre de 10 à 100 m/s. Les tribomètres classiques ne peuvent pas être utilisés car les pressions qu’on cherche à atteindre sont suffisamment élevées pour mener le matériau fragile à rupture. Pour pallier cette difficulté, le matériau doit être confiné. Un échantillon cylindrique du matériau est alors inséré dans un tube en acier qui fait à la fois office de confinement et de surface de frottement. Avec cette configuration, comme nous ne pouvons pas effectuer de mesures directes au niveau de l’interface, les paramètres de frottement sont identifiés à partir de mesures indirectes et de modèles analytique et numérique. Deux types de dispositifs ont été conçus pour effectuer à la fois des essais d’orientation en quasistatique et des essais sur barres de Hopkinson. Les essais quasi-statiques permettent une identification fiable du frottement et montrent que des pressions de 100 MPa peuvent être obtenues avec notre configuration sans dégrader le matériau fragile. En revanche, les essais sur barres de Hopkinson ne donnent pas satisfaction. Un dispositif spécifiquement adapté à la dynamique rapide a alors été conçu. Il permet d’identifier le frottement sous des pressions de 100 MPa et des vitesses de10 m/s.