Nouvelles voies tribologiques pour l’industrie mécanique

Augmenter la performance des composants avec un minimum de changements en terme de conception a toujours été un challenge pour l’industrie mécanique. Un fonctionnement satisfaisant sous sollicitations sévères a conduit à utiliser sur des matériaux traités préalablement thermiquement ou thermochimiquement, des revêtements sous forme de couches dures minces, initialement développés pour des applications de type outillage. Les développements des couches minces élaborées par procédé de dépôt sous vide apportent à la communauté tribologique dans les années 80 une couche mince à base de carbone, dure et à bas coefficient de frottement (inférieurs à 0,1). Cette famille de matériaux sont connus sous différentes dénominations (carbones adiamantins, carbone amorphe ou DLC : diamond-like carbon). Ces couches carbonées couvrent en fait un domaine très vaste de compositions et de propriétés mécaniques et tribologiques. Elles sont élaborées par des méthodes hybrides de dépôt, qui font intervenir le PVD (dépôt physique en phase vapeur), le PACVD (dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma). Elles sont déposées sur des substrats variés, essentiellement initialement des aciers à hautes caractéristiques mécaniques, plus récemment sur des alliages légers, voire des élastomères. Sont présentés dans cet article des résultats obtenus sur l’application considérée comme la plus sévère en termes de sollicitations : le contact came/linguet tel que l’on retrouve dans les moteurs à combustion interne de haute performance. Dans ce type de contact se retrouve simultanément les vitesses de glissement et les pressions de contact les plus élevées dans le domaine des composants mécaniques, associées à une alimentation réduite en lubrifiant.