frottement

Le frottement désigne la résistance qui s’oppose au mouvement relatif entre deux surfaces en contact. Il peut empêcher tout déplacement (frottement statique) ou s’opposer au mouvement déjà engagé (frottement cinétique). Lorsqu’une force provoque le glissement, la résistance est souvent décrite par la loi de Coulomb: la force de frottement Ff est au maximum μs fois N dans le cas statique, et, une fois le mouvement établi, elle est approximativement égale à μk N, où N est la force normale et μs et μk les coefficients de frottement statique et cinétique.

Les coefficients μs et μk dépendent des matériaux en contact, de la rugosité des surfaces, de la présence d’oxydes, de la lubrification et de la température. En pratique, μ peut aussi varier légèrement avec la vitesse de glissement et la pression de contact. Le frottement entraîne une dissipation d’énergie sous forme de chaleur et peut provoquer l’usure des surfaces par des mécanismes tels que l’adhésion, l’abrasion ou la fatigue de contact.

La tribologie est la discipline qui étudie le frottement, l’usure et la lubrification des surfaces en contact. La lubrification peut réduire fortement le frottement et limiter l’usure; elle se fait par des lubrifiants liquides, solides ou par des films interposés, en fonction du regime de fonctionnement (linéaire, hydrodynamique, élastohydrodynamique, etc.).

Applications et enjeux: le frottement est critique dans les systèmes de freinage, les roulements, les engrenages et les joints; il influence l’efficience, la durabilité et la sécurité. La mesure des coefficients de frottement et la modélisation tribologique permettent de concevoir des pièces mieux adaptées et plus fiables.