A la découverte des origines du frottement et de l'usure
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Des contacts ont lieu dans toutes les structures et machines, qu'il s'agisse de frictions au niveau des joints dans les composantes structurales, ou de phénomènes d'adhésion des pneus sur les revêtements de routes.
Le coût sociétal élevé des frictions et de l'usure, ainsi que le développement des nanotechnologies où les problèmes de surfaces sont dominants, favorisent des avancées très intéressantes dans le domaine de la mécanique des contacts. Une question centrale subsiste, toujours non résolue : d'où provient le frottement ? La réponse constitue un élément clé pour concevoir des composants dotés de surfaces résistantes à l'usure.
Au Laboratoire de simulation en mécanique des solides, nous nous sommes engagés dans cette quête en pratiquant une ingénierie basée sur la simulation et la modélisation. En mécanique des contacts, la question des échelles est particulièrement difficile, puisque les forces de friction se produisent à l'échelle atomique (aspérités de contact) alors que les forces élastiques à longue portée déterminent la réponse de contact globale. Cette difficulté a été prise en compte en utilisant le calcul massivement parallèle pour effectuer des simulations multi-échelles, ce qui permet d'obtenir des statistiques sur le comportement du détachement des particules lors du glissement de surfaces rugueuses.