L'équipe scientifique
La Chaire de recherche et d'enseignement est portée par les Professeurs Philippe VELEX et Fabrice VILLE de l'INSA Lyon.
Philippe Velex est un spécialiste reconnu de la dynamique des transmissions mécaniques. Ses recherches portent sur l’interaction entre les aspects tribologiques des contacts lubrifiés et les phénomènes dynamiques des systèmes mécaniques. Il a notamment contribué au développement de modèles avancés permettant d’optimiser la conception des engrenages en tenant compte des contraintes tribologiques et mécaniques.
Fabrice Ville se concentre sur l’analyse systémique des mécanismes lubrifiés afin d’accroître la durabilité des composants et d’améliorer leur efficacité énergétique et thermique. Ses travaux visent à mieux comprendre les mécanismes d’endommagement et à développer des solutions innovantes pour réduire les pertes de puissances dans les transmissions mécaniques. Ses travaux sont menés en partenariat avec Christophe Changenet de l'ECAM LaSalle.
Principaux thèmes de recherche
La dynamique de l’engrènement
En s’appuyant sur des modèles analytiques et numériques avancés, une approche systématique des conditions de contact instantanées entre dentures a été développée. Cette modélisation permet de prendre en compte les écarts géométriques et d’évaluer l’impact des corrections de forme sur la répartition des charges dans les engrenages. L’optimisation des profils de dentures est réalisée en fonction de critères mécaniques et tribologiques afin d’améliorer la transmission de puissance tout en réduisant les charges locales et les dispersions liées à la fabrication. Des validations expérimentales sont menées sur des bancs d’essai instrumentés, permettant d’analyser en détail les efforts transmis et les déformations dans les composants.
L’étude des interactions entre contacts lubrifiés et éléments de structure
L’analyse des couplages statiques et dynamiques entre engrenages, arbres et paliers constitue un axe majeur de recherche. La complexité de ces interactions réside dans la présence de multiples sources de non-linéarités au sein des contacts, notamment dans les paliers à roulements et les paliers hydrodynamiques. Des modèles ont été développés pour résoudre simultanément les équations du mouvement et les conditions de contact normal sur les dentures ainsi que sur les éléments roulants. Ces travaux permettent d’améliorer la compréhension du comportement des transmissions mécaniques sous différents régimes de fonctionnement.
L'endommagement des composants mécaniques
L’étude des mécanismes d’endommagement des engrenages et des paliers vise à identifier les principaux modes de dégradation des surfaces en contact, tels que l’usure, la fatigue de contact et le grippage. Une attention particulière est portée à l’influence des conditions de lubrification sur ces phénomènes. Des essais expérimentaux sont menés afin de caractériser l’évolution des surfaces et de corréler les observations avec les modèles prédictifs développés. Ces travaux contribuent à la mise au point de nouvelles stratégies de conception et de maintenance pour améliorer la fiabilité des transmissions mécaniques.
L'efficacité énergétique et la thermique dans les transmissions mécaniques
L’optimisation énergétique des transmissions mécaniques repose sur la réduction des pertes par frottement, barbotage, ventilation... Des modèles sont développés pour quantifier l’influence des paramètres mécaniques et des conditions de fonctionnement sur le rendement des transmissions. Des moyens expérimentaux sont mis en place pour mesurer les pertes énergétiques et les effets thermiques associés aux contacts lubrifiés. Ces recherches visent à améliorer les performances des systèmes mécaniques en réduisant leur empreinte énergétique et en favorisant le développement de lubrifiants à hautes performances.