Abstract FR:

En frottement sec, la formation des débris s'effectue généralement à partir d'une structure particulière appelée Transformation Tribologique Superficielle (TTS). De ce fait, toute modélisation de révolution du contact passe nécessairement par la compréhension de la formation et de la destruction de cette TTS. Dans cette étude, en utilisant le fretting comme sollicitation tribologique, nous nous sommes attachés aux mécanismes de formation. Nous avons abordé ce problème complexe qu'est la TTS au travers d'approches mécaniques simples, physicochimiques et analytiques, utilisant des techniques allant de l'observation métallographique à la microscopie électronique en transmission. Les travaux effectués au laboratoire ont montré que la TTS se forme très rapidement: - sa dureté est élevée (de 700 a 1000 Hvo. 025 pour des matériaux aussi différents que des alliages d'aluminium ou des aciers), - sa composition chimique est identique à celle de l'alliage avant frottement, - la TTS est formée de nanograins (20 a 60 nm) orientés aléatoirement et ayant la structure de la phase stable à température ambiante de l'alliage testé. Nous avons analysé deux modèles de formation. Le premier considère la TTS comme le résultat d'un phénomène de "Mechanical Alloying". Le second, proposé par le laboratoire, met en cause une recristallisation due aux fortes déformations plastiques. Par des analyses tres fines en perte d'energie (EELS), effectuées en microscopie électronique en transmission, nous avons montré que le premier modèle était peu probable. Quelles que soient les conditions de sollicitation étudiées (glissement partiel ou total, conditions d'élasticité ou de plasticité macroscopiques), la TTS se forme dès qu'il y a déplacement relatif entre les deux surfaces. De plus, par une approche énergétique du frottement, basée sur des considérations mécaniques simples, nous avons mis en évidence que la TTS se formait rapidement et en quantité importante à partir d'un seuil d'énergie.