Validation exp´erimentale : donn´ees SPC PREDIT

Fig. _{6.33.: Confrontation des simulations avec les mesures tribom`etre ADEME (0.9 m/s)}

Comme on peut le constater, il n’y pas de corr´elation tr`es forte ; pour les ´echantillons L0 et g5 notamment les simulations donnent des r´esultats qui ne pr´eservent pas la relation d’ordre. En revanche, il faut observer que, `a l’int´erieur de la s´erie continue, le minimum (L15) et le maximum (L75) sont pr´eserv´es7_{. Malgr´e une corr´elation partielle, les r´esultats} sont satisfaisants et permettent d’affirmer que l’outil de pr´ediction est apte `a classifier des textures de surface dans une configuration de contact hydrodynamique tribom`etre.

6.4. Validation exp´erimentale : donn´ees SPC PREDIT

Dans cette section, nous allons comparer les r´esultats donn´es par l’outil de pr´edic- tion pour les surfaces PREDIT d´ecrites dans la section 2.1 page 25, avec les r´esultats exp´erimentaux sur machine SPC (section 1.2.2.2page16).

6.4.1. Traitement des images PREDIT

Avant de passer `a la pr´ediction du frottement, les images PREDIT ont subi un traite- ment analogue `a celui mis en place pour les images ADEME et d´ecrit dans la section6.3.1

page 121. L’homog´en´eisation du Vhs des images PREDIT est illustr´ee par le graphique de la figure6.34 page suivante. L`a encore, nous n’arrivons pas `a une ´egalit´e absolue des Vhs. En effet certains ´echantillons (10, 16 et 17) pr´esentent des Vhs tr`es ´eloign´es (dans un sens ou dans l’autre) de la valeur m´ediane.

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Fig. _{6.34.: Homog´en´eisation de navettes PREDIT}

6.4.2. R´esultats

La machine SPC est un simulateur monocylindre complet, entraˆın´e et sans allumage. Les conditions de test sont donc bien plus proches des conditions du fonctionnement moteur que celles rencontr´ees lors des tests tribom`etre.

Les mesures SPC ont ´et´e effectu´ees pour des vitesses de 850, 1000, 1500, 2000 et 3000 t/mn (section1.2.2.2page16). Afin de valider le mod`ele pour des vitesses ´elev´ees, nous choisissons d’exploiter ici la s´erie `a 3000 t/mn, qui implique une vitesse maximale des segments, au point-milieu, de l’ordre de 13 m/s. Pour cette vitesse, nous supposons une ´epaisseur du film d’huile de l’ordre de 3 µm8. La machine SPC n’´etant pas allum´ee, la pression dans le cylindre est atmosph´erique. La densit´e et la viscosit´e du lubrifiant choisi correspondent `a une huile SAE 15W40 `a 100˚ C. Les param`etres de la simulation sont donn´es dans le tableau6.12.

Param`etre Valeur Param`etre Valeur

vp 13.0 m/s l1 768.0 µm

p1 1.013 bar l2 768.0 µm

p2 1.013 bar l3 3.0 µm

ρ 888.0 kg/m3 _{△x1,2 3.0 µm/pixel}

ν _{15.0 × 10}−6 _m2_{/s △x3 0.12093 µm/niveau} Tab. _{6.12.: Pr´ediction des r´esultats PREDIT : param`etres du contact}

En ce qui concerne les hypoth`eses du mod`ele physique, il est ais´e de constater que

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valeur choisie de mani`ere approximative, `a partir des exp´eriences des constructeurs automobile, par- tenaires du projet ADEME.

6.4. Validation exp´erimentale : donn´ees SPC PREDIT c3 et c5 sont v´erifi´ees. En r´egime stationnaire (vitesse constante) on peut supposer la temp´erature constante, et donc c2´egalement v´erifi´ee. Malgr´e les vitesses ´elev´ees (tenseurs de cisaillement importants), le lubrifiant choisi9 _{garde un comportement Newtonien, les} hypoth`eses c1 et c4 sont donc aussi valides.

Le nombre de Reynolds caract´eristique `a l’´ecoulement du lubrifiant est de 2.6 dans ce cas de figure. Malgr´e une ´epaisseur de contact faible, le nombre de Reynolds n’est pas suffisamment petit pour supposer un ´ecoulement parfaitement laminaire (hypoth`ese c7). Nous avons donc utilis´e la m´ethode NS-p pour la simulation, avec des conditions de cavitation.

Pour les tests SPC, la mesure fournie est la PMF. Compte tenu de l’aspect local de l’application de l’outil de pr´ediction, la mesure repr´esentative pour l’outil sera cette fois- ci la puissance dissip´ee par frottement, par unit´e de surface. Le graphique de la figure6.35

illustre la comparaison entre la s´erie de mesures exp´erimentales (SPC 3000 t/mn) et la s´erie de mesures en simulation (CMM v13). Les grandeurs physiques mesurant le frotte- ment n’´etant pas les mˆemes pour le banc SPC et la simulation, nous avons ´egalement proc´ed´e `a une normalisation (section 6.3.3 page125) des deux s´eries afin de pouvoir les comparer. Les r´esultats de chaque s´erie sont donc divis´es par la moyenne de la s´erie cor- respondante, les valeurs r´esultantes ´etant des pourcentages qui classifient les navettes.

Fig. _{6.35.: Simulation des r´esultats PREDIT SPC (3000 t/mn)}

L’outil de pr´ediction est appliqu´e ici `a un contact qui est diff´erent, en termes de mod´e- lisation, de la configuration du tribom`etre Plint. En effet, la configuration du contact sur machine SPC est plus ´eloign´e du mod`ele propos´e, mais a l’avantage d’ˆetre plus proche de la configuration moteur. Malgr´e ces diff´erences, nous constatons un tr`es bon compor-

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tement de l’outil de pr´ediction qui fournit une courbe de tendance similaire `a celle des essais SPC et qui, `a quelques exceptions pr`es, pr´eserve les relations d’ordre de la s´erie.

Le graphique de la figure6.36 illustre une repr´esentation diff´erente des r´esultats pr´e- c´edents. L’axe des abscisses contient les mesures SPC et l’axe des ordonn´ees les r´esultats des simulations. Une pr´ediction id´eale serait ´equivalente `a l’alignement sur une droite

Fig. _{6.36.: Confrontation des simulations avec les mesures PREDIT SPC (3000 t/mn)} des points du graphique. Ces r´esultats sont n´eanmoins tr`es satisfaisants et concluent `a une bonne repr´esentativit´e du mod`ele pour la configuration SPC.

6.5. Conclusion

Dans les chapitres4 et5 nous avons d´evelopp´e un mod`ele pour ´etudier l’influence de la rugosit´e (au sens large) sur l’´ecoulement d’un fluide visqueux `a l’int´erieur d’un contact hydrodynamique.

Apr`es une premi`ere phase de validation th´eorique afin de v´erifier le bon fonctionnement des m´ethodes num´eriques impl´ement´es, nous avons confront´e le mod`ele de pr´ediction `a des r´esultats exp´erimentaux. Dans un premier temps, les essais ADEME sur tribom`etre (configuration proche du mod`ele g´eom´etrique) ont ´et´e utilis´es, et ensuite les mesures PREDIT sur machine SPC (plus proche de la configuration moteur). Dans les deux cas, `

a tr`es peu d’exceptions pr`es, l’outil de classification s’est av´er´e pertinent et discriminant. Il pourra donc ˆetre utilis´e dans une phase suivante d’optimisation de texture. Avant de passer `a cette phase, nous allons, dans le chapitre suivant, faire une mise en revue des r´esultats de l’outil de pr´ediction.