Rôle des surfaces et des interfaces dans les phénomènes d’usure, d’adhérence et de claquage

L’étude du rôle joué par les surfaces dans le comportement des matériaux peut être abordée soit par analyse chimique de systèmes réels, soit sur des surfaces modèles par la recherche des phénomènes qui s’y développent.L’analyse chimique des surfaces technologiques a permis de trouver des corrélations entre compositions et comportements mais, souvent ne permet pas encore, en dépit d’un développement considérable des méthodes, de trouver les mécanismes des phénomènes qui se combinent pour conduire à ces comportements.L’étude des phénomènes élémentaires se produisant sur des surfaces modèles bien définies semble pouvoir être plus fructueuse dans ces problèmes plus complexes. Elle nécessite schématiquement trois étapes. En premier, il y a la mesure de l’énergie de surface y, l’étude des modifications de y en cours d’adsorption, de ségrégation ou en présence de champ électrique, puis le suivi des modifications des propriétés rhéologiques ou électriques qui en découlent. En second, il y a l’étude des défauts et des propriétés qui leur incombent. Il y a enfin l’étude des mécanismes dissipatifs d’énergie en cours d’application de contraintes mécaniques, électriques ou radiatives. Un résultat intéressant de cette démarche consiste à montrer qu’il ne faut pas disjoindre propriétés électriques et propriétés mécaniques des isolants. Toute modification de l’une entraîne une modification de l’autre, contrainte électrique et contrainte mécanique allant de pair. L’application de l’une entraîne l’apparition de l’autre. A partir de là, il devient possible d’expliquer les observations faites en cours d’usure, de fracture ou de claquage électrique. L’optimisation des compositions, des traitements et des technologies d’assemblage pour accroître les performances des matériaux peut alors être entreprise