Garnitures mécaniques d'étanchéité - Lubrification hydrodynamique et mixte

L’article [BM 5 421] rappelle la grande variété d’agencements et d’applications industrielles des garnitures (dont les aspects techniques sont développés dans les articles [[BM 5 425] et [BM 5 426]) et expose l’étude de l’écoulement du fluide entre les surfaces alignées séparées par une distance stationnaire (lubrification hydrostatique). Les forces fluide qui se développent dans l’interface d’étanchéité et le débit de fuite sont déterminés dans ce cas.

Cet article s’intéresse aux régimes de lubrification s’établissant entre les surfaces d’une garniture mécanique lorsque celles-ci sont en mouvement relatif, ce qui est le mode de fonctionnement normal d’une étanchéité dynamique. Le régime de lubrification hydrodynamique correspondant au cas où les surfaces sont complètement séparées par un film fluide est d’abord étudié. La seconde partie s’intéresse au cas où le film fluide n’est pas d’épaisseur suffisante pour éviter le contact des aspérités. C’est le régime de lubrification mixte.

Dans certains cas, des approximations permettent d’établir des modèles théoriques ayant des solutions analytiques ou semi-analytiques que l’ingénieur de bureau d’études pourra mettre en œuvre. Dans cet article, ces approches ont été privilégiées, certains mécanismes sont mis en évidence, de nombreux exemples sont traités.

Cet article montre en outre que dans d’autres cas, les approximations précédentes conduisent à des résultats imprécis ou erronés. Une approche théorique plus approfondie est alors nécessaire avec la mise en œuvre de codes de calcul dédiés plus complexes. Les principes de base de ces études sont brièvement...