Abstract FR:

Le contact entre deux solides macroscopiques plans met en jeu la rugosite des surfaces : le contact n'est effectivement realise que par une faible fraction des surfaces par l'intermediaire de microcontacts. L'interface est dit multicontacts. Cette these presente une approche originale de la dynamique, a basses vitesses, associee au frottement solide entre deux surfaces non lubrifiees. En s'appuyant sur des etudes experimentales, nous analysons les grandeurs macroscopiques (coefficients de frottement statique et dynamique, parametres decrivant la dynamique non stationnaire) a partir de la physique a l'echelle du micron : proprietes mecaniques des microcontacts et caracteristiques topographiques des surfaces. Une premiere etude concerne l'elasticite interfaciale de cisaillement dans un regime ou les deplacements relatifs des deux surfaces sont inferieurs au micron. La rigidite de l'interface est proportionnelle a la charge normale et depend tres peu de la nature des materiaux en presence. Ce resultat a priori surprenant s'interprete a l'aide du modele de greenwood qui permet de conclure que cette propriete depend principalement de la topographie des surfaces. Une seconde etude s'attache a determiner le role des proprietes mecaniques de fluage des microcontacts sur le frottement dynamique pour des polymeres vitreux. S'appuyant sur des essais mecaniques, nous donnons une description simple du fluage d'un microcontact. Dans un deuxieme temps, nous presentons les proprietes de frottement dynamique d'une interface multicontacts. Une interpretation du comportement dynamique de l'interface a l'aide d'un modele de frottement fonde sur les mecanismes de fluage a l'echelle des microcontacts permet de mettre en evidence le role essentiel du fluage sur la dynamique associee aux frottements.