Soutenance de thèse : Fan ZHANG

Elastohydrodynamic lubrication with mixtures of oil and operating fluids: an industrial challenge

Doctorante :  Fan ZHANG

Laboratoire INSA : LaMCos

Ecole doctorale : ED162 : Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique de Lyon

Le fluide qui sépare les éléments en contact dans de nombreuses applications industrielles est souvent un mélange d'huile et de fluides environnants. Ce travail vise à fournir une meilleure compréhension de la lubrification avec des mélanges dans les contacts Elastohydrodynamiques afin d'anticiper les performances du système. Le mélange huile/réfrigérant et le mélange huile/eau, représentant respectivement des fluides miscibles et des fluides non miscibles, sont étudiés de manière approfondie dans cette étude. Les questions essentielles diffèrent en fonction des caractéristiques des mélanges.
Dans le cas d'une solution huile/réfrigérant, la principale question se pose à la sortie du contact, où le réfrigérant peut s'évaporer. Une modélisation originale de la cavitation incluant des effets thermiques est rapportée dans ce travail. Une comparaison avec d'autres modèles de cavitation de la littérature est proposée, soulignant la nécessité de considérer la solubilité du réfrigérant dans l'huile pour de tels problèmes. En effet, les mélanges huile/réfrigérant peuvent réduire la quantité d'huile liquide pour le prochain contact par rapport à la cavitation de l'huile pure.
De manière tout à fait différente, le problème des gouttelettes d'eau dans l'émulsion d'huile est abordé à l'entrée du contact pour évaluer les risques de contamination. Des approches expérimentales et numériques sont réalisées. Des gouttelettes d'eau dans l'huile de tailles microscopiques sont observées directement à l'entrée de contact de l'EHL. Une approche numérique a été développée pour étudier les impacts de divers paramètres de fonctionnement sur l'écoulement de l'émulsion. Les résultats de ce travail donnent une explication possible aux conclusions parfois contradictoires de la littérature et révèlent les conditions critiques dans lesquelles l'émulsion "eau-dans-huile" influencerait les contacts EHL.