Nano-tribologie

 

Rattachée au groupe Nanosciences depuis février 2015, cette équipe (2 EC) a pour objectif d'étudier les phénomènes fondamentaux contrôlant le frottement et l'usure dans les microsystèmes, en utilisant une approche originale faisant intervenir des contacts nanométriques multi-aspérités plutôt que mono-aspérités. Dans ce cadre, les phénomènes étudiés à l'échelle nanométrique peuvent être plus facilement transposés, par une approche ascendante multi-physiques, aux échelles supérieures afin de contrôler un contact macroscopique MEMS. Cette approche combine des essais expérimentaux sous environnement contrôlé avec des simulations numériques multi-échelles (FEM, BEM et DEM). Ces dernières utilisent notamment une méthode par éléments discrets (DEM) unique en France, où des automates cellulaires mobiles (MCA) permettent de prendre en compte la formation et l'action de tribofilms nanostructurés plus ou moins réactifs au sein du contact. La réactivité de cette interface tribo-active peut alors être contrôlée, expérimentalement et en temps réel, par l'application de stimuli extérieurs de manière à influencer le comportement tribologique du microsystème. En matière de réalisations pratiques, cette thématique a conduit à la création : (i) de surfaces multi-architecturées permettant le contrôle du phénomène de stick/slip en micro-manipulation, (ii) de revêtements auto-lubrifiants ajustables pour l'horlogerie de luxe et (iii) de surfaces dont le niveau de frottement peut être modifié dynamiquement dans les microsystèmes. Comme les industries des nanoparticules, des nanocomposites, du pneumatique ou de l'horlogerie sont régulièrement confrontées à des problèmes nanotribologiques, des activités de recherche appliquées pour ces secteurs ont également été réalisées.