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New customer desires are leading car manufacturers to new challenges. Indeed, enhanced vehicles like SUV (Sport Utility Vehicle) becomes more and more popular, especially in Europe. These vehicles involve some modification over the usual mechanical transmissions designs. This vehicle type has a higher angularity than sedans for example. This desire modification has 2 impacts: the increase of slipping in the transmission and its influence on the durability of the components. The angularity modification remains one of the major lines of research in recent years for car manufacturers. Its increasing influences efficiency. Indeed, this axis of improvement is attractive for manufacturers due to new environmental standards but also an increase in oil price. In addition, a car must have a reliable transmission that does not require, in the case of constant velocity joints, any maintenance during vehicle life. The following work will focus on this objective. The main goal of this manuscript is to understand the wear mechanism of the tripod constant velocity joint (CVJ). An analysis of the kinematics was first conducted to reproduce contacts on test rigs. It relied on data from the bibliography but also a simulation of solid dynamics. In addition, the design of a new observation rig using additive manufacturing made it possible to experimentally reproduce slipping in tripod. Furthermore, a characterization of greases used in Groupe PSA transmissions was performed in order to know the friction coefficients inducing the shudder level of the CVJ. These are also essential in order to judge the efficiency of the component. Finally, a wear investigation is performed to explain the possible lubrication failure mechanisms with greases proposing different mechanical behaviour. This approaches enables the transmission designer to choose a grease ensuring maximum durability of transmission components. Looking ahead, a lubricant characterization rig specially designed for tripod joint contacts has been designed. It will thus allow a more complete characterization of further lubricants to this essential vehicle component., La modification des besoins clients amène les constructeurs automobiles vers de nouveaux challenges. En effet, en Europe notamment, les véhicules rehaussés type SUV (Sport Utility Vehicle) sont de plus en plus populaires. Or, ces véhicules impliquent une modification de l’implantation des transmissions mécaniques. Ces dernières possèdent alors une angularité plus élevée que pour des berlines par exemple. Cette modification a alors 2 impacts : l’augmentation du glissement dans la transmission mais aussi son influence sur la durabilité des composants. La modification de l’angularité est un des enjeux majeurs de ces dernières années pour les constructeurs. En effet, son augmentation influe sur le rendement des transmissions. Or, avec des normes environnementales de plus en plus contraignantes mais aussi une hausse du prix du pétrole, cet axe d’amélioration représente un facteur d’attractivité pour les constructeurs. De plus, la durabilité des organes reste primordiale. Une voiture se doit d’avoir une transmission fiable ne nécessitant, pour le cas des joints homocinétiques, aucun entretien durant la vie du véhicule. C’est sur cet axe que les travaux suivants ont majoritairement porté. L’objectif de ce manuscrit est de comprendre le mécanisme d’usure des joints homocinétiques côté boîte dits tripode. Une analyse de la cinématique a d’abord été menée afin de reproduire les contacts sur des bancs d’essais. Elle s’est appuyée sur des données issues de la bibliographie mais aussi une simulation de la dynamique des solides. De plus, la création en fabrication additive d’un banc d’observation a permis d’évaluer de façon expérimentale le glissement dans cet organe de transmission. Par la suite, une caractérisation des graisses de transmission utilisée dans le groupe PSA a été effectuée afin de connaître les coefficients de frottement induisant le niveau de vibrations de la transmission pour un client. Ces derniers sont essentiels pour juger l’efficacité énergétique de l’organe. Enfin, une étude de l’usure a permis d’expliquer les mécanismes de défaillance de la lubrification avec des graisses proposant des propriétés mécaniques. Cela permet alors de comprendre les données-clés afin de choisir une graisse assurant une durabilité maximale des organes de transmission et remplissant alors un des deux enjeux cités ci-dessus. Pour le futur, un banc de caractérisation des lubrifiants spécialement conçu pour les contacts de joint tripode a été créé. Il permettra ainsi de caractériser de façon plus complète les lubrifiants du futur pour cet organe essentiel d’une voiture.

National audience; La première partie [AM 3 135] a présenté l'approche expérimentale de l'usure et ses relations avec les propriétés mécaniques des polymères. Dans cette seconde partie, nous précisons d'abord les conséquences sur l'usure de la forte sensibilité des propriétés des polymères à la température. Les deux derniers paragraphes précisent deux points importants pour les applications pratiques: l'amélioration des propriétés d'usure des polymères par addition de charges et l'utilisation de ces matériaux composites et la prise en compte de l'usure dans la conception d'un contact. Le comparatif [Comp. AM 3 137] rassemble l'ordre de grandeur des propriétés tribologiques des polymères, chargés et non chargés, lors du frottement à sec contre une pièce en acier: coefficient de frottement, vitesse d'usure et valeur maximale du produit pΔu, ainsi que leurs principales propriétés physico-chimiques. Le tableau des notations et symboles se trouve à la fin de l'article précédent [AM 3 135]. Le lecteur pourra s'y reporter aussi souvent que nécessaire.

National audience; Ce comparatif rassemble les principales données tribologiques des polymères. Il présente aussi les ordres de grandeur des propriétés des principaux polymères donnés en exemple dans les articles [AM 3 135] et [AM 3 136]. Le tableau des notations et symboles utilisés dans ce comparatif peut être consulté à la fin de l'article [AM 3 135].

Not available; Afin d'améliorer les propriétés de résistance à l'usure par abrasion et à la fatigue des aciers à 5% de chrome, nous intégrons à la gamme de traitements thermiques de l'acier à outils Z38CDV5.3, les traitements thermochimiques de carburation et de nitruration. Les traitements thermochimiques de carburation et de nitruration sont réalisés en phase gazeuse à la pression atmosphérique respectivement par le propane et par l'ammoniac. Le traitement de carburation se décompose en deux étapes : - une première étape qui correspond à l'enrichissement en carbone en phase austénitique. La cinétique d'enrichissement est corrélée aux stades de précipitation des carbures M3C, M3C+M3C7et M3C7. - une seconde étape qui correspond à la diffusion du carbone en phase austénitique (enrichissement nul). La nature des carbures évolue et la durée de la période de diffusion dépend de l'état microstructural visé : état équivalent par exemple à l'acier Z100CDV5. La modélisation des phénomènes de diffusion du carbone en solution solide austénitique, permet de calculer les durées d'enrichissement et de diffusion en fonction de la concentration en carbone, la nature de la précipitation et de la profondeur carburée visées. Les ultimes traitements de revenu et de nitruration, permettent de définir une gamme optimisée de traitements thermochimiques réalisable dans un même réacteur et facilement transposable en milieu industriel. L’acier Z38CDV5.3 intégralement traité par cette procédure, présente une résistance à l'usure par abrasion supérieure à celle de l'acier rapide 6 - 5 - 2. Le traitement de carburation d'aciers alliés à 5% de chrome montre ses potentialités pour développer des microstructures particulièrement adaptées à la résistance à l'usure.

Not available, Afin d'améliorer les propriétés de résistance à l'usure par abrasion et à la fatigue des aciers à 5% de chrome, nous intégrons à la gamme de traitements thermiques de l'acier à outils Z38CDV5.3, les traitements thermochimiques de carburation et de nitruration. Les traitements thermochimiques de carburation et de nitruration sont réalisés en phase gazeuse à la pression atmosphérique respectivement par le propane et par l'ammoniac. Le traitement de carburation se décompose en deux étapes : - une première étape qui correspond à l'enrichissement en carbone en phase austénitique. La cinétique d'enrichissement est corrélée aux stades de précipitation des carbures M3C, M3C+M3C7et M3C7. - une seconde étape qui correspond à la diffusion du carbone en phase austénitique (enrichissement nul). La nature des carbures évolue et la durée de la période de diffusion dépend de l'état microstructural visé : état équivalent par exemple à l'acier Z100CDV5. La modélisation des phénomènes de diffusion du carbone en solution solide austénitique, permet de calculer les durées d'enrichissement et de diffusion en fonction de la concentration en carbone, la nature de la précipitation et de la profondeur carburée visées. Les ultimes traitements de revenu et de nitruration, permettent de définir une gamme optimisée de traitements thermochimiques réalisable dans un même réacteur et facilement transposable en milieu industriel. L’acier Z38CDV5.3 intégralement traité par cette procédure, présente une résistance à l'usure par abrasion supérieure à celle de l'acier rapide 6 - 5 - 2. Le traitement de carburation d'aciers alliés à 5% de chrome montre ses potentialités pour développer des microstructures particulièrement adaptées à la résistance à l'usure.

Not available, Nous présentons une étude sur l'élaboration et sur la résistance a l'usure de revêtements composites à matrice métallique (base Ni). On réalise des couches épaisses de rechargement à l'aide d'un jet de poudre de particules de WC de granulométrie contrôlée, formé par une buse originale, coaxiale au faisceau laser assurant la fusion du liant et superficielle du substrat métallique. Les surfaces ainsi rechargées sont rectifiées avant utilisation. On étudie d'abord le jet de gaz de transport avec et sans poudre afin d'optimiser le procédé, notamment en matière de rendement de poudre déposée. Une analyse, en fonction des paramètres du traitement, des épaisseurs du cordon de rechargement, du substrat refondu et de sa zone affectée thermiquement, aboutit à la réalisation de revêtements à faible taux de dilution. On montre qu'on minimise ainsi la dissolution des carbures dans la matrice et réduit au maximum le danger de modification des propriétés mécaniques des matériaux de départ. La dureté de ces revêtements composites est établie par rayure. Cette dureté sclérométrique, Hs, augmente nettement, à granulométrie constante, avec le taux du renfort. À taux de renfort constant l'incidence de la granulométrie est apparemment faible et conduit à des hétérogénéités locales importantes. Dans une seconde partie, on caractérise, en fonction de la taille (50micromètres - 210micromètres) et de la fraction massique (0% - 65%) des carbures, le comportement tribologique des revêtements en érosion sous l'effet d'un jet de grenaille et en usure de type pion/disque : - en érosion on optimise la résistance à l'usure en augmentant la fraction massique des carbures et/ou en diminuant la granulométrie. Ces variations découlent respectivement d'augmentation de Hs et de la ténacité globale du composite. - En configuration pion/disque et à faible température de contact, la résistance à l'usure suit une loi d'Archard et augmente avec Hs (donc également avec la fraction massique en renfort). Par contre, l'augmentation de la taille des carbures a ici un effet bénéfique, attribué à l'affaiblissement relatif de la composante d'usure abrasive imputable à la présence de débris dans le contact. À température de contact élevée, le meilleur comportement des composites à liant d'Inconel, est attribué à la meilleure dureté à chaud de ce superalliage.

Not available, Afin de déterminer dans quelle mesure les traitements de nitruration par voie ionique peuvent être compatibles aves les dépôts par plaquage ionique, nous avons analysé l'influence de la procédure de dépôt sur la stabilité des couches nitrurées. Ce travail a permis de montrer que le cycle thermique associé à la procédure de dépôt peut conduire à lui seul à la déstabilisation des couches de combinaison et seulement celles-ci. Dans ce cas, la stabilité thermique intrinsèque des couches de combinaison est mise en cause. Nous avons également mis en évidence la déstabilisation de ces mêmes couches lors de la réalisation de l'étape de décapage ionique effectuée sous plasma d'argon seul et ce, pour des températures de dépôt relativement basse (400°C). Ce phénomène conduit à la dénitruration des couches de combinaison et à la formation d'une interphase ferritique qui est à l'origine des problèmes d'adhérence observés lors de l'élaboration de revêtements durs. L’introduction d'une pression partielle d'azote contrôlée dans le plasma d'argon au début de l'étape de décapage permet de contourner ce problème, elle met également en évidence la présence d'espèces nitrurantes dans le plasma. Cette constatation nous a permis d'envisager l'étude de la faisabilité des traitements de nitruration dans les installations de dépôt BALZERS. Celle-ci a conduit à la réalisation des traitements plurifonctionnels de nitruration et de dépôt dans une même installation d'une part, en raison des gains cinétiques observés au niveau du traitement thermochimique et d'autre part, en raison d'une meilleure adhérence du dépôt sur les couches nitrurées. En effet, la transition entre les deux traitements ne nécessite pas une remise à l'air de l'installation ce qui réduit considérablement les risques de contamination interfaciale couche nitrurée - revêtement. En second lieu, l'élévation des vitesses de nitruration, provenant d'une plus grande réactivité des faisceaux de plasma à haute densité de courant, a permis d'industrialiser de façon rentable ce nouveau procède de traitement plurifonctionnel

Not available, Afin de déterminer dans quelle mesure les traitements de nitruration par voie ionique peuvent être compatibles aves les dépôts par plaquage ionique, nous avons analysé l'influence de la procédure de dépôt sur la stabilité des couches nitrurées. Ce travail a permis de montrer que le cycle thermique associé à la procédure de dépôt peut conduire à lui seul à la déstabilisation des couches de combinaison et seulement celles-ci. Dans ce cas, la stabilité thermique intrinsèque des couches de combinaison est mise en cause. Nous avons également mis en évidence la déstabilisation de ces mêmes couches lors de la réalisation de l'étape de décapage ionique effectuée sous plasma d'argon seul et ce, pour des températures de dépôt relativement basse (400°C). Ce phénomène conduit à la dénitruration des couches de combinaison et à la formation d'une interphase ferritique qui est à l'origine des problèmes d'adhérence observés lors de l'élaboration de revêtements durs. L’introduction d'une pression partielle d'azote contrôlée dans le plasma d'argon au début de l'étape de décapage permet de contourner ce problème, elle met également en évidence la présence d'espèces nitrurantes dans le plasma. Cette constatation nous a permis d'envisager l'étude de la faisabilité des traitements de nitruration dans les installations de dépôt BALZERS. Celle-ci a conduit à la réalisation des traitements plurifonctionnels de nitruration et de dépôt dans une même installation d'une part, en raison des gains cinétiques observés au niveau du traitement thermochimique et d'autre part, en raison d'une meilleure adhérence du dépôt sur les couches nitrurées. En effet, la transition entre les deux traitements ne nécessite pas une remise à l'air de l'installation ce qui réduit considérablement les risques de contamination interfaciale couche nitrurée - revêtement. En second lieu, l'élévation des vitesses de nitruration, provenant d'une plus grande réactivité des faisceaux de plasma à haute densité de courant, a permis d'industrialiser de façon rentable ce nouveau procède de traitement plurifonctionnel

Not available, Afin d'améliorer les propriétés mécaniques et maintenir la résistance en corrosion des aciers austénitiques du type aisi 310, 316l et 304, des couches sont réalisées par nitruration ionique a basse température (

Not available, Afin d'améliorer les propriétés mécaniques et maintenir la résistance en corrosion des aciers austénitiques du type aisi 310, 316l et 304, des couches sont réalisées par nitruration ionique a basse température (