Les phénomènes d’usure sont responsables d’une part importante des défaillances mécaniques observées dans l’industrie. Qu’il s’agisse d’un engrenage, d’un roulement, d’un revêtement, d’un polymère ou d’un lubrifiant, l’usure par frottement entraîne une perte progressive de matière qui peut dégrader les performances, réduire la durée de vie des composants et générer des coûts importants de maintenance.
Les essais d’usure par frottement permettent de reproduire ces sollicitations en laboratoire afin d’évaluer le comportement des matériaux dans des conditions maîtrisées. Ils constituent un outil essentiel pour comparer des solutions techniques, qualifier un nouveau produit ou comprendre les causes d’une défaillance.
Chez TMI Tribology, nous réalisons une large gamme d’essais normalisés et développons également des protocoles spécifiques lorsque les normes existantes ne représentent pas fidèlement votre application.
Pourquoi réaliser un essai d’usure par frottement ?
L’objectif d’un essai d’usure est de caractériser la résistance d’un matériau, d’un revêtement ou d’un couple de matériaux face à des sollicitations mécaniques répétées.
Les essais permettent notamment de :
- comparer plusieurs matériaux ou traitements de surface ;
- qualifier un revêtement tribologique ;
- évaluer l’efficacité d’un lubrifiant ;
- mesurer l’influence d’un procédé de fabrication ;
- reproduire un mécanisme d’usure observé en service ;
- valider une solution avant son industrialisation.
Les résultats obtenus facilitent les choix de conception tout en limitant les risques de défaillance en exploitation.
Des essais adaptés à votre tribosystème
Chaque application possède ses propres contraintes : charge, vitesse, température, lubrification, environnement, matériaux ou géométrie du contact.
Chez TMI Tribology, nous adaptons les paramètres d’essai afin de reproduire au plus près les conditions de fonctionnement réelles de votre système.
Selon votre besoin, nous pouvons étudier :
- le frottement sec ou lubrifié ;
- le glissement pur ou alterné ;
- le roulement ou le roulement-glissement ;
- les sollicitations à haute température ;
- les contacts métal/métal, métal/polymère, polymère/polymère ou céramique.
Cette approche permet d’obtenir des résultats beaucoup plus représentatifs qu’un essai standard réalisé hors contexte.
Les essais d’usure réalisés par TMI Tribology
Notre laboratoire réalise de nombreux essais selon les principales normes internationales.
Essais d’usure par glissement
Nous réalisons notamment les essais conformes aux normes :
- ASTM G99 (Pin-on-Disc) ;
- ASTM G133 (Ligne alternative – Linearly Reciprocating Ball-on-Flat Sliding Wear) ;
- ASTM D3702 (matériaux autolubrifiants) ;
- ISO 7148-2 (paliers lisses).
Ces essais permettent de mesurer simultanément le coefficient de frottement et l’usure générée pendant le contact.
Essais sur lubrifiants
Pour l’évaluation des performances tribologiques des lubrifiants, nous appliquons notamment :
- ASTM D2266 (Four-Ball Wear Test) ;
- ASTM D6425 ;
- ASTM D7421 ;
- ASTM D5707 ;
- ASTM D8316.
Ces essais permettent de comparer différents lubrifiants ou formulations d’additifs dans des conditions contrôlées.
Essais SRV et fretting
Nous réalisons également des essais conformes aux standards :
- DIN 51834-1 ;
- DIN 51834-3.
Ces méthodes sont particulièrement adaptées à l’étude du frottement, du fretting et des comportements en régime limite.
Essais FZG
Pour l’évaluation des lubrifiants destinés aux transmissions mécaniques, nous réalisons des essais selon :
Ces essais permettent d’évaluer la résistance au grippage et les performances des huiles pour engrenages sous fortes charges.
Essais d’abrasion
Notre laboratoire réalise également des essais d’abrasion selon les principales normes internationales :
- ASTM G65 (abrasion sèche à trois corps) ;
- ASTM G105 (abrasion humide) ;
- ASTM G75 (slurry abrasion).
Ces essais selon ASTM G65, ASTM G105 et ASTM G75 sont particulièrement adaptés aux matériaux soumis à des environnements fortement abrasifs.
Autres protocoles disponibles
Selon vos besoins, nous pouvons également mettre en œuvre ou adapter des essais conformes à d’autres référentiels, notamment :
- ASTM G77 (Block-on-Ring) ;
- ASTM G137 (essais de fretting) ;
- ASTM G196 (essais ballon sur trois plaques) ;
- ISO 7148-1 (essais sur paliers lisses) ;
- ISO 7148-3 (méthodes d’essai complémentaires pour les paliers lisses).
Notre équipe peut également développer des protocoles spécifiques reproduisant les sollicitations réelles de votre application lorsqu’aucune norme existante n’est pleinement adaptée.
Des équipements instrumentés pour une analyse complète
Tous les essais sont réalisés sur des bancs instrumentés permettant de suivre en continu les principaux paramètres du contact.
Selon le protocole retenu, nous pouvons enregistrer :
- le coefficient de frottement ;
- les forces de contact ;
- la température ;
- les déplacements ;
- les cycles ;
- les conditions environnementales.
À l’issue des essais, les éprouvettes peuvent faire l’objet d’analyses complémentaires :
- mesure de rugosité ;
- interférométrie optique 3D ;
- microscopie optique ;
- microscopie électronique (MEB) ;
- analyse des mécanismes d’usure.
Cette approche permet de relier les résultats mesurés aux phénomènes observés sur les surfaces.
Une expertise au-delà de la mesure
Un essai d’usure ne se résume pas à une valeur de coefficient de frottement ou à une perte de masse.
Nos ingénieurs analysent les résultats afin de :
- identifier les mécanismes d’usure dominants ;
- comparer objectivement plusieurs solutions ;
- expliquer les écarts de performance ;
- proposer des pistes d’amélioration.
Cette expertise permet de transformer les données expérimentales en véritables outils d’aide à la décision.
Pourquoi choisir TMI Tribology ?
Faire appel à TMI Tribology, c’est bénéficier :
- d’un laboratoire indépendant spécialisé en tribologie ;
- d’essais réalisés selon les principales normes internationales ;
- de protocoles adaptés à votre application industrielle ;
- d’équipements de mesure de haute précision ;
- d’une interprétation experte des résultats ;
- d’une traçabilité complète des essais ;
- de délais maîtrisés et d’un accompagnement technique personnalisé.
Nous intervenons auprès d’industriels de nombreux secteurs : automobile, aéronautique, énergie, médical, ferroviaire, luxe, plasturgie, mécanique et recherche.
Vous souhaitez réaliser un essai d’usure ?
Nos ingénieurs vous accompagnent dans le choix du protocole le plus adapté à votre problématique.
Que vous souhaitiez comparer plusieurs matériaux, qualifier un lubrifiant, développer un revêtement ou analyser une défaillance, nous construisons un programme d’essais répondant précisément à vos objectifs techniques.
Contactez notre laboratoire pour échanger sur votre projet.
Foire aux questions (FAQ)
À quoi sert un essai d’usure par frottement ?
Un essai d’usure permet d’évaluer la résistance d’un matériau, d’un revêtement ou d’un lubrifiant face à des sollicitations mécaniques répétées. Il aide à comparer des solutions techniques, à qualifier un produit ou à comprendre un mécanisme de défaillance.
Quelle est la différence entre un essai de frottement et un essai d’usure ?
Un essai de frottement mesure principalement le coefficient de frottement entre deux surfaces. Un essai d’usure s’intéresse quant à lui à la dégradation progressive des matériaux au cours du contact. Les deux paramètres sont souvent mesurés simultanément.
Quelles normes utilisez-vous pour les essais d’usure ?
Notre laboratoire réalise notamment des essais selon les normes ASTM G99, ASTM G133, ASTM D8316, ASTM D6425, ASTM D5707, ASTM D2266, ASTM D7421, ASTM D3702, ASTM G65, ASTM G105, ASTM G75, ISO 7148-2, DIN 51834-1, DIN 51834-3 et ISO 14635 (FZG).
Peut-on développer un protocole d’essai spécifique ?
Oui. Lorsque les normes existantes ne reproduisent pas fidèlement votre application, nous concevons des protocoles sur mesure afin de représenter au plus près les conditions réelles de fonctionnement.
Quels matériaux peuvent être testés ?
Nous réalisons des essais sur les métaux, polymères, composites, céramiques, revêtements PVD, CVD, DLC, peintures techniques ainsi que sur de nombreux couples de matériaux utilisés dans l’industrie.
Analysez-vous les surfaces après les essais ?
Oui. Nous pouvons compléter les essais par des analyses de rugosité, de topographie 3D, de microscopie optique ou électronique afin d’identifier précisément les mécanismes d’usure observés.
Combien de temps dure un essai d’usure ?
La durée dépend de la norme appliquée, des conditions d’essai et de vos objectifs. Certains essais durent quelques heures tandis que d’autres nécessitent plusieurs jours lorsqu’ils reproduisent des sollicitations de longue durée.
Peut-on comparer plusieurs matériaux ou lubrifiants dans une même campagne d’essais ?
Oui. C’est même l’un des principaux intérêts des essais tribologiques. Les campagnes comparatives permettent de classer objectivement différentes solutions dans des conditions identiques.
