Tout savoir sur les frottements :
http://www.canal-u.tv/video/universite_de_tous_les_savoirs/la_tribologie.1457
La tribologie
La tribologie est la science des frottements. Un
'frottement' intervient lorsque deux surfaces en contact sont mises en
mouvement l'une par rapport à l'autre, produisant une force qui s'oppose
au mouvement. La notion même de frottement est en fait très intuitive à
tout un chacun, essentiellement car nous pouvons ressentir -
physiquement - ses effets dans la vie quotidienne : se frotter les mains
pour se réchauffer, craquer une allumette, jouer du violon, glisser sur
la glace, freiner en voiture, entendre un crissement craie sur le
tableau, mettre de l'huile dans les gonds de porte, etc., on pourrait
multiplier les exemples connus de tous. La plupart de ces phénomènes
peuvent se comprendre sur la base des lois du frottement énoncées dès le
18ème siècle par Amontons et Coulomb (mais déjà mises en évidence par
Léonard de Vinci 200 ans auparavant), à partir de la notion de
coefficient de frottement. Pourtant l'évidence apparente de ce 'vieux
problème' cache l'extrême complexité sous-jacente. L'origine du
frottement fait intervenir une multitude d'ingrédients, couvrant un
spectre très large de phénomènes physiques : rugosité des surfaces,
élasticité, plasticité, adhésion, lubrification, thermique, usure,
chimie des surfaces, humidité, etc. Il y a donc un contraste paradoxal
entre la simplicité de lois du frottement et la complexité des
phénomènes sous-jacents, qui a constitué un défi majeur narguant
l'imagination des scientifiques depuis près de 500 ans. Dans cet exposé,
j'aborderai quelques manifestations du frottement sur différents
exemples illustrant la complexité du phénomène. Je discuterai ensuite
des causes du frottement, des premières interprétations de Amontons,
Coulomb et d'autres au 18ème siècle en terme de rugosité de la surface,
jusqu'aux travaux les plus modernes sur la nano-tribologie des contacts.
Je décrirai en particulier les outils d'investigation modernes, tels
que le microscope à force atomique, la machine de force de surfaces, les
simulations numériques à l'échelle moléculaire, qui permettent
désormais d'accéder aux fondements intimes du frottement aux échelles
moléculaires avec des manifestations parfois étonnantes. Le
développement de ces techniques d'investigation performantes ouvre
désormais de nouvelles perspectives dans la compréhension et
l'optimisation du frottement.
