Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article fait suite à une enquête de la Société allemande de tribologie menée en 2014 visant à déterminer les activités liées à la tribologie au sein des universités allemandes. D'éminents experts du secteur automobile et de l'industrie de la lubrification ainsi que des instituts de recherche rendent compte de l’état des lieux des activités tribologiques en Allemagne et donnent un aperçu de l'avenir de la tribologie. Cette étude tend à démontrer dans quelle mesure la recherche et les développements dans le secteur de la tribologie peuvent contribuer au changement d’orientation de la politique énergétique, à la préservation des ressources naturelles et à la réduction des émissions polluantes.
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Following a survey determining tribology activities at German universities the German Society for Tribology conducted in 2014, this study focuses on a more comprehensive approach. Leading experts from automotive and lubrication industry as well research institutes give account of the status quo of tribology activities in Germany from their perspective and provide insight in the future of tribology. This study aims to demonstrate to what extent research and development in tribology can contribute to the turnaround in energy policy, conservation of resources and reduction of polluting emissions.
Auteur(s)
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Mathias WOYDT : Docteur en Sciences des Matériaux de l’Université Technique de Berlin - Ancien Directeur de la division « Tribologie et protection contre l’usure » à l’Institut fédéral pour la recherche et l’essai des matériaux BAM, Berlin - Associé gérant de MATRILUB – Matériaux, Tribologie, Lubrification, Berlin, Allemagne
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Thomas GRADT : BAM Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (Institut fédéral BAM pour la recherche et les essais des matériaux), Berlin, Allemagne
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Tim HOSENFELDT : Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Herzogenaurach, Allemagne
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Rolf LUTHER : Fuchs Schmierstoffe GmbH, Mannheim, Allemagne
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Adrian RIENÄCKER : Université de Kassel, Kassel, Allemagne
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Franz-Josef WETZEL : BMW AG, Motorrad, Munich, Allemagne
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Christoph WINCIERZ : Evonik Resource Efficiency GmbH, Darmstadt, Allemagne - - Cet article est la traduction de l’étude reproduite dans notre collection avec l’aimable autorisation de la Société allemande de tribologie (Gesellschaft für Tribologie, GfT).
INTRODUCTION
Cette étude fait suite à une enquête de la Société allemande de tribologie (Gesellschaft für Tribologie, GfT), menée en 2014, et visant à déterminer les activités liées à la tribologie au sein des universités allemandes. D’éminents experts du secteur automobile et de l’industrie de la lubrification ainsi que des instituts de recherche rendent compte de l’état des lieux en ce qui concerne les activités tribologiques en Allemagne et donnent un aperçu de l’avenir de la tribologie. Du fait de l’importance majeure de l’industrie automobile et des percées technologiques observées actuellement, l’accent a été mis sur cette industrie et la corrélation entre frottements, émissions de CO2 et problèmes environnementaux, tels que les poussières fines et la mobilité électrique.
Cette étude tend à démontrer dans quelle mesure la recherche et les développements dans le secteur de la tribologie peuvent contribuer au changement d’orientation de la politique énergétique, à la préservation des ressources naturelles et à la réduction des émissions polluantes.
L’analyse des impacts environnementaux est un domaine d’étude relativement récent. Les études d’impact se sont longtemps focalisées uniquement sur l’aspect économique. Cet article présentera en première partie une synthèse de ce type d’études menées à l’échelle de nations entières, sur l’impact économique de la tribologie et de ses progrès. Plus récemment quelques études, et notamment celle menée par la Société allemande de Tribologie, se sont focalisées sur les impacts environnementaux et ont permis d’expliciter les apports de progrès potentiels en tribologie. Nous présenterons les conclusions de ces rapports dans le domaine particulièrement important de l’automobile en deuxième partie de cet article. La troisième partie détaillera les principaux composants du véhicule automobile sur lesquels des gains potentiels de frottement restent les plus prometteurs, et les voies retenues pour les atteindre. Une quatrième et dernière partie explore d’autres voies de progrès en tribologie permettant des réductions significatives de l’impact environnemental dans le domaine des transports.
Les droits d’auteurs de cette étude restent la propriété de la Gesellschaft für Tribologie (GfT). Les présidents de la GfT ont élaboré cette étude. Toutes les informations et données qui y figurent ont fait l’objet de recherches approfondies. Toutefois, ni le GfT ni les auteurs ne donnent de garantie expresse ou implicite ou n’assument de responsabilité légale ou autre quant à l’exactitude, l’exhaustivité ou la pertinence des informations, produits ou procédés qui y sont contenus ou veillent à ce que leur utilisation ne porte pas atteinte aux droits privés.
Cette étude ne doit pas être copiée ou reproduite sans l’approbation écrite du GfT.
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KEYWORDS
automotive | lubrication | energy policy | polluting emissions
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Présentation
Autres impacts des progrès en tribologie3. Optimisation des frottements dans les transports
Les propriétés des tribosystèmes nécessitent généralement un certain nombre de mesures pour atténuer le frottement, parmi lesquelles un ajustement précis de la topographie de surface, de la technologie des matériaux et des revêtements et des lubrifiants améliorés. Les performances tribologiques d’un contact sont donc étroitement liées au mécanisme dans lequel il intervient.
Dans cette partie, après une analyse générale des déperditions dans un moteur à explosion, nous passerons en revue les principaux contacts générant les pertes par frottement les plus importantes pour le secteur du transport automobile. Pour chacun d’entre eux, le niveau actuel de performance tribologique sera présenté et l’analyse portera sur les gains escomptés avec l’utilisation de solutions technologiques issues de travaux de recherche récents. L’utilisation réussie des systèmes de récupération dépend en grande partie de leur efficacité et de leur résistance à l’usure.
3.1 Flux d’énergie et réduction des frottements dans les véhicules à moteur à combustion
La valeur thermique (chaleur calorique) du carburant converti par un moteur à combustion est généralement subdivisée comme suit :
a) Pertes thermodynamiques :
-
30 à 37 % sont émis comme gaz d’échappement,
-
25 à 33 % sont dissipés dans le liquide de refroidissement ;
b) Travail mécanique : 33 à 40 % sont disponibles en tant que travail mécanique, dont 3 à 12 % doivent être exclus pour surmonter la traînée à des vitesses allant jusqu’à 100 km/h.
La réduction du frottement ne porte que sur la fraction de travail mécanique et plusieurs de ces solutions seront détaillées dans les paragraphes 3.2,...
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Optimisation des frottements dans les transports
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - JOST (H.P.) - Lubrication (Tribology), - Education and Research Report. Londres, Dept. Education and Science, Her Majesty’s Stationary Office (1966).
-
(2) - JOST (H.P.), SCHOFIELD (J.) - Energy savings through tribology: a techno-economic study, - Proc. Instn. Mech. Eng., 195(16):151-73 (1981).
-
(3) - PINKUS (O.), WILCOCK (D.F.) - Strategy for Energy Conservation through Tribology, - The American Society of Mechanical Engineers, New York, NY 10016-5990 (1977), USA; http://www.asme.org
-
(4) - RICHTER (K.) - Pertes dues au frottement et à l’usure (Verluste durch Reibung und Verschleiß), - dans: „Tribologie – Reibung, Verschleiß, Schmierung – 1. Fortschreibung der Studie Tribologie, Bestandsaufnahme und Orientierungsrahmen, BMFT (Herausgeber (éditeur)), Köln, S. 19-45 ff, April 1985.
-
(5) - BARTZ (W.J.) - Energieeinsparung durch tribologische Maßnahmen (Économies d’énergie grâce à des mesures tribologiques), - 6. Int. Colloquium...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Biolubrifiants – Réglementations, familles d’huiles de base, propriétés « éco » et applications.
-
Véhicules automobiles hybrides électriques et leurs motorisations.
ANNEXES
Compilation de tribomètres et banc d’essais avec leurs descriptions détaillées :
https://www.gft-ev.de/de/tribologische-pruefstaende/
Version anglaise de l’étude 2019 « CO2 & Frottement » de la GfT :
https://www.gft-ev.de/en/tribology-study/
La réduction des frottements comme technologies prioritaires en mécanique :
https://www.cetim.fr/mecatheque/Technologies-prioritaires/TPM-2025-Reduction-des-frottements
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