Connaissances globales des scientifiques et lamineurs en huile entière

Connaissances globales des scientifiques et lamineurs en huile entière

des vitesses comprises entre 0,1 et 100 m.s-1. La réalisation d’un modèle se fait en trois étapes. Une première étape consiste à identifier les phénomènes physiques influents. Cette identification s’obtient après une analyse attentive, des résultats expérimentaux (obtenus par les scientifiques) et des connaissances empiriques (acquises au cours du temps grâce aux lamineurs). Une fois ce travail réalisé commence alors la deuxième étape : il faut traduire ces mécanismes en langage mathématique, et résoudre les équations ainsi établies. Une fois le modèle constitué et les équations résolues, il faut – et c’est l’objet de la troisième étape – valider les résultats du dit modèle. Pour ce faire, les résultats théoriques sont donc confrontés aux résultats expérimentaux (que nous aurons par conséquent pris grand soin de décrire). Cette thèse a été écrite en respectant précisément cette logique tripartite. Dans ce premier chapitre (intitulé Etude Bibliographique) les grandes tendances et les spécificités de la lubrification par émulsion seront donc présentées. Afin de mieux mettre en évidence les originalités de la lubrification par émulsion il convient d’aborder au préalable la lubrification en huile entière. Cela est d’autant plus intéressant qu’elle est bien connue et que de nombreuses similitudes existent, malgré tout, entre ces deux modes de lubrification. Connaissances globales des scientifiques et lamineurs en huile entière Introduisons deux grilles d’analyse des problèmes de lubrification. D’une part, le niveau de frottement, les interactions entre surfaces, leurs dégradations éventuelles, sont essentiellement fonctions de l’épaisseur de film lubrifiant interposé, plus généralement du troisième corps. D’autre part les caractéristiques et le fonctionnement d’un système lubrifié dépendent fortement aussi du comportement mécanique des solides en contact, de leur déformation. Nous allons examiner successivement ces deux aspects.

Trois régimes de lubrification

Présentation En régime hydrodynamique, la pression d’interface est entièrement supportée par le fluide lubrifiant (Pb) : il n’y a aucun contact métal-métal, les deux surfaces peuvent ainsi aisément glisser l’une sur l’autre (fig. n°1.1-a). En conséquence, ce régime de lubrification se caractérise par des forces de frottement relativement faibles. Cependant, il n’est que rarement utilisé en laminage : d’une part à cause du risque de surlubrification (voir § 1.1.2.) et donc de patinage ; d’autre part car dans ces conditions la déformation plastique de la bande s’effectue en surface libre : générant ainsi des défauts de surface, comme par exemple la croissance non maîtrisée de la rugosité qui entraîne une altération de la brillance du produit laminé.α µ.v ). Ainsi malgré sa très faible viscosité, pour de grandes vitesses (d’autant plus grandes que la viscosité est faible) l’eau peut devenir un lubrifiant. C’est précisément le phénomène d’aqua-planing : à haute vitesse, un film d’eau d’épaisseur tribologiquement significative se positionne entre le pneu et la chaussée, supprimant toute adhérence de celui-ci sur celle là. En régime hydrodynamique, doivent se distinguer le régime hydrodynamique en film mince (fig. n°1.1-a) pour lequel les rugosités influencent l’écoulement du fluide, du régime hydrodynamique en film épais (fig. n°1.1-b).

La tôle n’est pas poussée dans le convergent. C’est le cylindre qui en tournant, grâce aux forces de frottement motrices, entraîne la tôle et la fait progresser. Durant cette phase la vitesse de la tôle est inférieure à la vitesse des cylindres. Par conséquent le frottement, ou du moins ce frottement « moteur » de début d’emprise, est nécessaire au procédé de laminage. La tôle progresse dans le convergent, l’espace se restreint, la pression augmente et la tôle commence à se déformer : d’abord de manière élastique puis de manière plastique. De ce fait, la tôle réduite en épaisseur s’allonge. Conservation de la masse oblige, la tôle amincie se voit expulsée du contact avec une vitesse supérieure à la vitesse des cylindres. Par conséquent, le frottement, de la tôle sur les cylindres, né de cette expulsion, agit comme un frein et tend à en gêner la sortie. (fig. n°1.2). Le but de la lubrification est de diminuer ce frottement frein. Cependant le lubrifiant ne fait pas de distinction entre le frottement frein ou le frottement moteur, et c’est le frottement dans son ensemble qui est réduit. Il faut donc trouver un compromis, un fragile équilibre entre un frottement suffisamment faible pour être acceptable et suffisamment fort pour que la tôle continue d’être entraînée. Or à partir d’une certaine vitesse, la quantité d’huile passante est tellement importante, que le système est surlubrifié. En effet, le film lubrifiant est trop épais, le cylindre patine et n’entraîne plus la tôle. NB : Le point neutre correspond à l’endroit où la vitesse de la tôle égale la vitesse des cylindres.