Cet article propose une approche structurée permettant l’élaboration d’un modèle généralet intégré capable de prédire avec une précision convenable l’état de surface obtenue parfraisage sur des pièces en alliages d’aluminium de structure et de propriétés mécaniquesvariées. L’approche proposée est construite progressivement en commençant par analyser, àtravers un design expérimental structuré, les effets de l’ensemble des facteurs connuspour avoir une influence sur la qualité de la surface pour ensuite examiner leursinteractions et leur sensibilité face aux conditions dynamiques du procédé. Suite à cetteanalyse et en combinant, design d’expériences, réseaux de neurones, optimisationmulticritère et divers outils statistiques, l’identification de la nature et de la formedu modèle ainsi que du type et du nombre de variables à y inclure, est obtenue enexécutant une procédure systématique d’optimisation de modèle. Les résultats démontrentque l’approche proposée a permis de converger vers un modèle général capable de prédirel’état de surface avec précision, fiabilité et robustesse pour des alliages d’aluminium destructure et de propriétés mécaniques variées et une gamme étendue de conditionsd’usinage.

Face au réchauffement climatique lié à l’effet de serre, les constructeurs automobilespoursuivent leurs efforts dans la réduction des émissions de CO2. Le ticketd’entrée pour répondre à ces contraintes, tout en réduisant les coûts d’investissement,est d’optimiser les technologies de finition des fûts de carter cylindres des moteurs.Toutefois, l’acceptation des surfaces issues de ces technologies de finition, notamment lerodage, est pilotée par un contrôle visuel associé à des critères empiriques d’état etaspect de surface. Le but du présent travail est de proposer une méthodologie objective decaractérisation de la qualité de surface, basée sur une analyse multi-échelle de latexture. Différents critères de topographie et d’aspect de surface ont été définis. Ilsont été appliqués pour l’étude de l’impact de la vitesse d’expansion des rodoirs sur lesvariations de la qualité de surface obtenue. Des essais instrumentés ont été menés, afinde suivre l’évolution des paramètres physiques relatifs au rodage, tels que les énergiesspécifiques requises à chacune des configurations. Cette étude démontre le potentiel de laméthode développée à définir des corrélations objectives entre les paramètres process etla qualité de surface après rodage.

Cet article propose d'analyser l'usinabilité en tournage d'un acier martensitique en fonction de la vitesse de coupe par observation topographique de la surface. Nous décrivons d'abord une méthodologie pour chercher le paramètre de rugosité le plus pertinent afin de caractériser l'influence de la vitesse de coupe sur la topographie de la surface obtenue. La moyenne des pentes du profil permet d'estimer une vitesse critique qui correspond à une transition de régime dans le mode d'usinage. Elle met également en évidence l'influence de la vitesse de coupe à l'intérieur de chacun de ces deux régimes, ce qu'un critère plus conventionnel tel que le Ra ne permet pas de différencier. Dans une deuxième partie de cette étude, l'usinabilité est analysée en utilisant la théorie du chaos. Partant de la topographie de la surface usinée, nous développons une méthode originale pour construire un attracteur qui s'avère être bidimensionnel. La construction de cet attracteur résulte de deux fonctions : la première caractérise l'effet de l'écrouissage dû à la coupe et la seconde l'effet de l'adoucissement thermique. À basse vitesse de coupe, ces deux mécanismes deviennent intimement liés et l'attracteur possède un point fixe : la coupe s'effectue par écrouissage généralisé. Au-delà d'une vitesse critique, l'attracteur présente deux états indiquant l'apparition d'une instabilité de coupe. Deux régimes  se succèdent : l'écrouissage par cisaillement localisé puis l'adoucissement causé par l'élévation de température. Cette instabilité est confirmée par une augmentation de la dimension fractale avec la vitesse de coupe du profil reconstruit d'après l'attracteur.

Les pièces travaillant en contact finissent par se dégrader par suite du phénomène d'usure. De ce fait, elles exigent un matériau à hautes caractéristiques des couches superficielles et une gamme de fabrication très poussée. Le galetage et le brunissage peuvent conférer au matériau un nouvel aspect de surface tant sur le plan micro-géométrique que physique. Ce travail a pour objectif de préciser par comparaison, les effets des deux procédés. Par ailleurs les influences des divers paramètres du régime de formage sur la rugosité et sur la dureté ont été étudiées. Les résultats obtenus montrent que le nouvel aspect de surface requis est d'un indice technico-économique appréciable. Les couches superficielles traitées se comportent à la fois comme des surfaces rectifiées (Ra = 0,22 à 0,9 $\mu $m) et écrouies (HRB = 87 à 90). Ces effets optimaux se déduisent d'un régime de travail spécifique à chaque caractéristique et à chaque procédé. Ceci permet une amélioration d'environ 98 % de la tenue à l'usure de ces couches et de les classer comme des surfaces rodées.

Le travail que nous présentons dans cet article a pour but de montrerles avantages liés à la mise en place d'une maintenance prédictive,relative aux outils de coupe pour les usinages à enlèvement de matière.Nous décrivons la méthode de détection des fautes basée sur l'utilisationdu modèle analytique de la rugosité des pièces usinées. Ce modèleest établi sous des conditions de coupe données, calculées en fonctionde la rugosité maximale souhaitée. Deux types de fautes, d'une partl'usure prématurée de l'outil de coupe et d'autre part le bris del'outil sont injectées lors de l'usinage des pièces et permettentainsi de valider la méthode de détection proposée. Le principe decette méthode est de comparer la rugosité mesurée à la rugosité calculéeà partir du modèle analytique. En l'absence de faute, les deux valeurstraduisant ces rugosités sont identiques, tandis que l'occurrence d'unefaute se traduit par une différence entre ces deux signaux, cettedifférence étant appelée résidu. Une maintenance systématique estégalement proposée pour pallier à l'usure normale de l'outil. La duréede vie de l'outil de coupe est calculée en utilisant le modèle dela rugosité couplé à la rugosité maximale spécifiée.

Les succès des applicationsde superfinition par toilage ont été longtemps attribués à l'artd'appliquer des combinaisons variées de conditions et de séquences,pour un dispositif de toilage particulier, sans aucune méthodeapparente établie. Du point de vue laïque ceci pourrait semblervrai. Toutefois il y a des mécanismes physiques bien définis quisont essentiellement de nature fondamentale. Une descriptionénergétique du procédé de toilage est introduite. La variabled'énergie dissipée est considérée pour étudier l'effet du temps detoilage et observer l'influence supposée d'"alignement" (oscillationaxiale de la bande abrasive). Deux régimes de toilage sontidentifiés et ainsi discutés.

Nous proposons dans cet article d'analyser un nouveau procédé de polissage automatique : Ecoclean, qui est développé principalement pour la préparation de prothèses dentaires. En faisant varier les conditions expérimentales (matériau étudié, durée de traitement, présence ou non d'acide, présence ou non d'aiguilles) nous obtenons des états de surface différents. Pour chaque échantillon l'état de surface est caractérisé à l'aide d'un rugosimètre tactile et le calcul d'une centaine de paramètres de rugosité. Nous recherchons ensuite à l'aide du logiciel MESRUG, que nous avons développé dans notre laboratoire, les paramètres de rugosité qui sont les plus pertinents pour caractériser l'état de surface en fonction des conditions expérimentales. Le polissage automatique est comparé au polissage manuel. Cette méthode peut être utilisée pour définir les conditions expérimentales permettant d'obtenir un état de surface répondant à des critères de rugosité déterminés.

Ce travail a pour objectif de déterminer la durée de vie d'un outil en carbure métallique P20 pour une opération de chariotage en tournage, en vue de l'obtention d'une rugosité imposée. L'amélioration des essais permet d'apprécier les performances optimales d'usinage et d'assurer la rugosité imposée par le dessin de définition d'une pièce mécanique par une étude expérimentale. Les principaux facteurs influençant la rugosité ont été recensés systématiquement en vue d'assurer les conditions optimales d'usinage. La variation de la rugosité en fonction de la durée de vie de l'outil, ainsi que sa fiabilité, a été étudiée. Ce travail est complété par l'élaboration d'un modèle stochastique traduisant l'évolution de la rugosité afin d'exprimer les limites d'utilisation de l'outil pour le chariotage de manière préventive. Le modèle permet de déterminer le temps de réglage et de le considérer comme contrainte pour le respect de la rugosité lors d'un travail de série en usinage conventionnel.

Nous étudions ici la lubrification d'un palier dans une zone très localisée où l'épaisseur du film est particulièrement faible. Le problème ainsi posé est un problème de lubrification élastohydrodynamique rugueuse où il y a de fortes variations relatives d'épaisseur de film. Nous comparons les résultats obtenus dans cette situation par les équations de Navier-Stokes d'une part et par l'équation de Reynolds d'autre part. Puis nous regardons les influences mutuelles des différentes fréquences spatiales de la rugosité et du film lubrifiant.Les travaux en lubrification sont nombreux. Nous rappelons le classement bien connu des situations de lubrification, explicité sur une courbe de Stribeck, qui ordonne selon les épaisseurs croissantes de film, la lubrification limite, la lubrification mixte et la lubrification en film complet. Ceci nous conduit à considérer notre situation micro-élastohydrodynamique comme intermédiaire entre les lubrifications limite et mixte. Nous proposons ensuite une revue bibliographique montrant les deux approches, statistiques et déterministes, utilisées généralement pour intégrer la rugosité dans les équations de la lubrification élastohydrodynamique. Nous justifions ainsi le choix d'une approche déterministe pour notre étude.Les hypothèses et les méthodes utilisées par notre modèle étant ainsi précisées, nous présentons alors les résultats concernant les deux objectifs cités précédemment.

Cette étude est concernée par le tournage dur de l'acier de roulement 100Cr6 en utilisant un outil en nitrure de bore cubique (CBN7020). Des essais de laboratoire ont été planifiés pour investiguer l'effet de la vitesse de coupe sur les différentes formes de l'usure de l'outil. Ensuite, une autre série d'expériences a été dédiée à l'étude de la rugosité obtenue en fonction des paramètres de coupe. La relation entre la rugosité de la surface usinée et l'usure en dépouille correspondante de l'outil a été mise sous la forme d'équations puissance pour décrire l'évolution de la rugosité à différentes vitesses de coupe allant jusqu'à 350 m.min-1. La comparaison des rugosités (Ra et Rt) en fonction de l'avance en tant que paramètre d'influence prépondérante a montré que le modèle à une variable (f) décrit d'une manière excellente les résultats expérimentaux alors que le modèle général à trois variables (Vc, f, ap) reste satisfaisant et très bien apprécié par le coefficient de détermination. Pour la rugosité moyenne, le modèle théorique surestime les valeurs de Ra avec une divergence notable à 0,2 mm.tr-1 alors que la rugosité totale est sous-estimée aux faibles valeurs de l'avance, ce qui donne lieu à des prédictions théoriques en deçà des attentes et conforte expérimentalement les modèles sous forme puissance proposés. Bien que la quantité de chaleur dégagée soit importante au vu des températures mesurées sur le copeau, la surface usinée n'a pas été thermiquement affectée.