Qu’est-ce qu’un essai de fretting ?
Le fretting correspond à un phénomène d’usure qui apparaît lorsqu’il existe de très faibles déplacements relatifs entre deux surfaces en contact soumises à une charge. Ces micro-mouvements, souvent invisibles à l’œil nu, provoquent progressivement des dégradations de surface : oxydation, arrachement de matière, fissuration ou amorçage de fatigue.
Les essais de fretting permettent de reproduire ces sollicitations en laboratoire afin d’évaluer le comportement tribologique de matériaux, traitements thermiques, revêtements ou lubrifiants dans des conditions représentatives de fonctionnement.
Ce type d’essai est particulièrement critique dans les secteurs où les contacts mécaniques sont soumis à des vibrations, des oscillations ou des variations cycliques de charge.
Pourquoi réaliser des essais de fretting ?
Les phénomènes de fretting peuvent entraîner :
- une augmentation du coefficient de frottement,
- une usure prématurée,
- des pertes de précision mécanique,
- des fissurations de fatigue,
- des défaillances critiques de composants.
Les essais de fretting permettent notamment de :
- comparer plusieurs matériaux ou revêtements,
- qualifier une solution avant industrialisation,
- comprendre les mécanismes d’endommagement,
- valider un lubrifiant ou un traitement de surface,
- corréler des essais laboratoire avec des conditions réelles.
Chez TMI Tribology, les essais peuvent être réalisés en conditions sèches ou lubrifiées, avec contrôle de la température, de l’humidité et des paramètres de contact.
Applications industrielles des essais de fretting
Les essais de fretting concernent de nombreux secteurs industriels :
Aéronautique
- assemblages boulonnés,
- pieds de pales,
- roulements,
- contacts vibratoires.
Automobile
- transmissions,
- embrayages,
- systèmes de freinage,
- contacts électriques.
Energie
- éoliennes,
- turbines,
- connexions mécaniques soumises aux vibrations.
Médical
- implants orthopédiques,
- interfaces prothétiques,
- instruments soumis aux cycles mécaniques.
Nos moyens d’essais pour le fretting
TMI Tribology dispose de plusieurs tribomètres permettant de réaliser des essais de fretting dans une large gamme de conditions expérimentales.
SRV®-5
Le SRV-5 permet la réalisation d’essais en mouvement alternatif avec :
- fréquence jusqu’à 500 Hz,
- déplacement de 10 µm à 5 mm,
- charge normale jusqu’à 2500 N,
- température de -45 °C à +1000 °C,
- essais secs ou lubrifiés.
Cet équipement est particulièrement adapté à :
- l’étude du fretting à haute fréquence,
- la qualification de lubrifiants,
- l’évaluation de matériaux et revêtements,
- les essais corrélatifs industriels.
UMT TriboLab®
Le tribomètre UMT permet des essais de fretting avec différentes configurations de contact et mouvements :
- linéaire,
- alternatif,
- rotatif,
- roulement/glissement.
Des capteurs complémentaires permettent également :
- la mesure continue de l’usure,
- l’émission acoustique,
- la résistance électrique de contact.
Paramètres étudiés lors d’un essai de fretting
Un essai de fretting peut intégrer de nombreux paramètres :
- amplitude du déplacement,
- fréquence d’oscillation,
- charge normale,
- géométrie du contact,
- température,
- humidité,
- environnement lubrifié ou sec,
- matériaux et revêtements en contact.
Les données obtenues incluent notamment :
- coefficient de frottement,
- évolution du contact,
- cinétique d’usure,
- durée de vie,
- mécanismes de dégradation,
- observation des traces d’usure.
Analyse des surfaces après essai
Les essais de fretting sont généralement complétés par des analyses de surface permettant d’identifier précisément les mécanismes d’endommagement :
- interférométrie optique 3D,
- rugosité 2D/3D,
- MEB/EDX,
- nano-indentation,
- mesure du volume usé.
Cette approche permet de relier directement les performances tribologiques observées aux phénomènes physiques et matériaux.
Une approche tribologique orientée industrie
TMI Tribology accompagne les industriels dans :
- le développement de protocoles d’essais spécifiques,
- les essais comparatifs et corrélatifs,
- l’analyse des causes racines de défaillance,
- le choix des matériaux et revêtements,
- l’optimisation des systèmes tribologiques.
Notre approche combine :
- essais expérimentaux,
- analyses de surface,
- expertise matériaux,
- simulation numérique orientée tribologie.
Besoin d’un essai de fretting ?
Vous souhaitez :
- comparer plusieurs matériaux,
- qualifier un revêtement,
- reproduire un phénomène d’usure observé en service,
- développer un protocole spécifique,
- investiguer une défaillance mécanique ?
TMI Tribology vous accompagne dans la définition et la réalisation de vos essais de fretting avec une approche adaptée à vos contraintes industrielles.
