Coefficient de frottement du caoutchouc

Qu’est-ce que le coefficient de frottement du caoutchouc ?

Le frottement est une force qui s’oppose au mouvement de glissement ou de roulement entre deux corps solides. Le coefficient de frottement représente l’intensité de cette force. Il exprime le rapport entre la force normale appliquée aux surfaces en contact et la force tangentielle qui tente de les déplacer. L’unité utilisée est le newton (N).

Qu’est-ce que le coefficient de frottement statique ?

Le frottement statique intervient entre deux surfaces en contact qui ne glissent pas l’une par rapport à l’autre. Ce type de frottement augmente jusqu’à une valeur maximale (T max). Si une force suffisante (F) est appliquée, l’objet commence à se déplacer : cela signifie que la force de frottement n’est plus capable de compenser la force exercée. Le rapport entre la force de frottement maximale (T max) et la force normale (F) est appelé coefficient de frottement statique. Cette valeur dépend des matériaux en contact.

Exemples de frottement statique :

• verre sur verre,

• pneu en caoutchouc sur asphalte,

• acier sur acier.

Qu’est-ce que le coefficient de frottement cinétique ?

Le frottement cinétique (ou dynamique) est une force qui agit entre deux surfaces en mouvement l’une par rapport à l’autre. Il peut être physiquement sec ou techniquement sec, selon la nature du contact. Le calcul du frottement sec nécessite de prendre en compte les propriétés mécaniques et physiques des matériaux, la rugosité de surface, la qualité de l’usinage (présence ou non de déformations), ainsi que les matériaux choisis. En général, le coefficient de frottement cinétique est inférieur au coefficient statique.

Coefficient de frottement du caoutchouc selon la surface

Les coefficients de frottement varient en fonction de plusieurs facteurs :

• le matériau de la surface en contact avec le caoutchouc,

• le type de frottement (statique ou cinétique).

Voici quelques valeurs moyennes :

• caoutchouc sur caoutchouc : 1,15 (statique),

• caoutchouc sur asphalte : 0,9,

• caoutchouc sur béton : 1,0,

• caoutchouc sur acier trempé : 0,86.

Selon la loi de Guillaume Amontons, la force de frottement est indépendante de la surface de contact nominale, sauf si la pression de contact change avec la surface.

Frottement du caoutchouc : glissement et roulement

Types de frottement et coefficients associés

On distingue plusieurs types de frottement en fonction du milieu (sec, lubrifié, mixte, limite, etc.) et du mouvement (glissement ou roulement).

• Frottement de glissement : se produit lorsque deux corps sont en contact avec une force qui tend à les faire glisser. Son coefficient est sans dimension.

• Frottement de roulement : aussi appelé résistance au roulement, il apparaît lorsqu’un objet roule sur une autre surface.

Conséquences du frottement :

• résistance utile au mouvement (freinage, adhérence),

• pertes d’énergie (rendement réduit),

• usure des surfaces de contact,

• élévation de la température.

Que signifie un faible coefficient de frottement ?

Un coefficient de 0 signifie l’absence totale de frottement. Plus le coefficient est bas, plus les surfaces glissent facilement l’une sur l’autre, ce qui réduit l’adhérence.

Un coefficient de frottement peut-il être supérieur à 1 ?

Oui. La force de frottement est le produit du coefficient de frottement (statique ou cinétique) par la force normale exercée sur l’objet. Certaines combinaisons de matériaux ont un coefficient supérieur à 1, comme le caoutchouc sur caoutchouc, ou l’aluminium sur aluminium (1,05 à 1,35).

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