Fonctions du traitement de surface
Comment poser un problème de traitement de surface

1.1 La surface

Du point de vue géométrique, c’est l’enveloppe de l’objet considéré ; elle en définit le volume.

Du point de vue physique, qui nous concerne ici, cette enveloppe est le siège des interactions entre l’objet et son environnement. Ces interactions peuvent être d’ordres :

• mécanique : par exemple, différentes formes d’usure peuvent être induites par le jeu des frottements ;

• chimique, souvent à l’origine de dégradations par corrosion ;

• thermique, électrique, optique, etc.

La problématique de l’ingénieur qui a la charge de concevoir un objet est double : il doit assurer, d’une part, une fonction structurale qu’il satisfait par le choix des matériaux et la conception de cet objet, d’autre part, une ou des fonctions superficielles (résistance à l’usure ou à la corrosion, aspect, réflectivité, résistance de contact, etc.), le tout dans le cadre de contraintes économiques de plus en plus sévères.

La réponse à cette problématique conduit à des choix parfois contradictoires de sorte que la solution la plus pratique consiste à définir deux matériaux, l’un pour la structure, et l’autre pour la surface.

Le plus souvent, les propriétés superficielles ne concernent que les premiers micromètres (en général de 1 à 1000 µm) du matériau de sorte qu’elles peuvent être obtenues en modifiant la structure des couches superficielles par apport d’énergie ou de matière : c’est le traitement ou le revêtement de surface, opération ultime dans la gamme de fabrication de l’objet.

1.2 Propriétés superficielles

Les interactions entre un objet et son environnement intéressent une zone plus ou moins épaisse à la périphérie des matériaux. Ainsi, les contraintes mécaniques peuvent-elles concerner une épaisseur de plusieurs dixièmes de millimètres, alors que les interactions avec la lumière ne concernent que quelques fractions de micromètres.

Chaque problème posé devra donc être traité...