Modélisation Numérique Et Expérimentale de L’effet de La Mouillabilité Dans Les Contacts Lubrifiés

**Modélisation numérique et expérimentale de l’effet de la mouillabilité dans les contacts lubrifiés**:

- Réf **ABG-131829**
- Sujet de Thèse
- 12/05/2025
- Financement public/privé
- Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures, UMR5259, INSA de Lyon
- Lieu de travail- Villeurbanne - Auvergne-Rhône-Alpes - France
- Intitulé du sujet- Modélisation numérique et expérimentale de l’effet de la mouillabilité dans les contacts lubrifiés
- Champs scientifiques- Sciences de l’ingénieur
- Mots clés- lubrification, mouillage, régime élastohydrodynamique, CFD

**Description du sujet**:
Contexte:
Au cours de son utilisation, un roulement (à bille, à rouleaux etc.) subit des phases de rotation et d’arrêt. Si la lubrification hydrodynamique peut permettre d’assurer la formation d’un film de lubrifiant par entrainement entre les surfaces en contact, les phases d’arrêt en revanche chassent le fluide. Le temps mis par l’évacuation du film est à comparer au lapse de temps avant qu’une nouvelle phase d’entrainement se mette en place. L’écoulement visqueux du lubrifiant est alors influencé par les conditions de mouillage aux surfaces.

Objectif:
L’objectif de ce projet est de conduire une analyse sur les mécanismes en jeu dans l’écrasement du film de lubrifiant dans les phases d’arrêt/démarrage (et au repos). L’effet de la tension de surface air-lubrifiant et du mouillage au point triple surface/air/lubrifiant seront étudiés. Il s’agit notamment d’optimiser le mouillage pour assurer le plus longtemps possible un film complet de lubrifiant, en développant un modèle numérique de contact lubrifié qui prenne en compte la mouillabilité et la tension de surface dans les phases d’arrêt/démarrage.

Déroulement:
Le développement d’un modèle numérique est envisagé. Des modèles de type CFD incluant le déplacement des ménisques (frontières libres) par l’intermédiaire d’un maillage mobile ou de méthodes de type Level Set / Phase Field pourront être mis en place. Ils sont néanmoins très couteux en temps de calcul ce qui est peu en adéquation avec l’étude de contacts lubrifiés en régime transitoire (phases d’arrêt-démarrage).

On cherchera donc idéalement à intégrer dans une approche de type film mince (où l’épaisseur du fluide est négligée devant les dimensions de l’aire de contact) les effets de tension de surface et de mouillages au niveau des ménisques. Dans cette phase du projet, le développement d’une stratégie originale de modélisation est donc attendu.

Enfin, à l’aide d’un modèle validé par l’expérience au moins dans un certain nombre de cas standards, des pistes d’optimisation de l’épaisseur de film durant les phases critiques seront proposées en jouant sur les surfaces solides (acier, céramique : rugosité, texturation, revêtement, physico-chimie) et sur les fluides (huile, eau, glycérol).

**Prise de fonction**:

- 01/10/2025

**Nature du financement**:

- Financement public/privé

**Précisions sur le financement**:

- Financement issu d'une chaire industrielle signée entre l'INSA de Lyon et SKF

**Présentation établissement et labo d'accueil**:

- Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures, UMR5259, INSA de Lyon

Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures

A joint research unit UMR5259 of the INSA Lyon and the CNRS, the role of LaMCoS is to carry out research on understanding and controlling the behavior of mechanical structures and systems by studying their interfaces.

We innovate to improve understanding of fundamental phenomena to anticipate major societal challenges and respond to technological problems in the fields of Transport, Energy, Health, Biomedicine, Sport and Machine Tools.

**Site web**:
**Intitulé du doctorat**:

- Doctorat de Génie Mécanique

**Pays d'obtention du doctorat**:

- France

**Etablissement délivrant le doctorat**:

- INSA de Lyon

**Ecole doctorale**:

- Mega de Lyon (mécanique, énergétique, génie civil, acoustique)- 01/10/2025