Simulation d'un fluide ionique nano-confiné pour la lubrification - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2014

Simulation d'un fluide ionique nano-confiné pour la lubrification

Résumé

Les enjeux environnementaux et économiques actuels poussent les industriels à réduire les consommations des systèmes mécaniques qu'ils conçoivent. Il est dès lors indispensable de penser des mécanismes capables de générer des pertes moindres tout en respectant les contraintes de production et de fonctionnement usuelles. Au sein d'un système lubrifié, la forte viscosité des huiles et des graisses classiquement utilisées est à l'origine de pertes et d'échauffement non négligeables au niveau du système de transmission. L'utilisation de fluides moins visqueux permet de limiter ces phénomènes nuisibles mais réduit également de manière importante l'épaisseur de film du contact. Des outils numériques permettent alors de simuler leur dynamique à l'échelle nanométrique. Plusieurs travaux utilisant la dynamique moléculaire ont permis d'observer le comportement d'alcanes nano-confinés et cisaillés entre deux surfaces planes. [REF BERRO - SAVIO]. La structuration du fluide et son comportement nano-rhéologique ont ainsi pu être étudiés dans des conditions proches de celles d'un contact lubrifié. Le défi porte maintenant sur la modélisation de fluides plus élaborés, constitués de molécules variées, complexes et sujettes aux interactions électrostatiques. Parmi ceux-ci, les fluides ioniques sont constitués de deux types de molécules : un cation et un anion. Ils sont par ailleurs considérés comme étant potentiellement de bon lubrifiants, en partie grâce à leurs caractéristiques tribologiques vis-à-vis des matériaux présents dans le contact et à leur comportement intrinsèque en tant que fluide [REF MINAMI2009]. En dynamique moléculaire, un champ de force régit les interactions entre les atomes dans et entre les molécules. Sa configuration est donc une étape primordiale pour assurer la fiabilité d'une simulation. Dans le cas des fluides ioniques, celui-ci n'est pas totalement identifié [Maginn2009]. Il convient donc dans un premier temps d'ajuster au fluide ionique étudié un champ de force déjà proposé dans la littérature [REF LOPES] grâce à certaines données connues telles que la viscosité ou la densité du fluide. Une simulation du fluide confiné entre deux surfaces planes est alors réalisée (fig.1). En moyenne, la structuration du fluide suivant la direction perpendiculaire aux surfaces débouche sur des couches similaires à celles observables dans le cas des alcanes étudiés par le passé. En revanche, en différenciant les ions suivant leurs charges, on note l'apparition de couches successives d'anions et de cations sur une distance relativement grande (fig.2). Ces observations sont notamment en accord avec celles obtenues expérimentalement par d'autres travaux [REF PERKIN].

Domaines

Autre
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-01005913 , version 1 (13-06-2014)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01005913 , version 1

Citer

Nicolas Voeltzel, Andrew Giuliani, Nicolas Fillot, Laurent Joly, Philippe Vergne. Simulation d'un fluide ionique nano-confiné pour la lubrification. 26èmes Journées Internationales Francophones de Tribologie (JIFT 2014), May 2014, Mulhouse, France. ⟨hal-01005913⟩
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