DEUXIÈME PARTIE :
DEUXIÈME PARTIE :
La tribologie est l'étude du frottement, de l'usure et de la lubrification ; la science des surfaces en interaction en mouvement relatif. Une chaîne de vélo comporte une multitude de surfaces en mouvement et en interaction, qui nécessitent toutes une lubrification. Et les lubrifiants doivent être optimisés pour les nombreux types d'interaction qui se produisent.
Peu de composants du vélo fonctionneraient avec le degré d'efficacité souhaité sans l'utilisation de formules optimisées. Le lubrifiant est une aide silencieuse et souvent invisible aux performances et à la protection. La complexité de la tribologie d'une chaîne de vélo ne peut être surestimée. Le mouvement constant et l'apparition simultanée de nombreux facteurs souvent contradictoires (une goupille fixe à l'intérieur d'un rouleau mobile, par exemple) en font un domaine d'intérêt absorbant. L'objectif de la tribologie, qui consiste à réduire les frottements et l'usure, offre des avantages allant de l'amélioration de l'efficacité mécanique à la protection contre la corrosion. Elle a été trop longtemps négligée et ce chapitre tente de corriger cet oubli.
La complexité d'une chaîne de vélo impose d'optimiser la formule pour les performances ou la durabilité. La première préoccupation du tribologue lors de la création d'un lubrifiant pour améliorer la durabilité est de réduire la vitesse à laquelle l'usure - une conséquence inévitable et regrettable du contact - se produit. Cet objectif est différent de l'optimisation d'un lubrifiant pour les performances, où l'objectif est de réduire la friction.
L'usure peut être réduite par des lubrifiants qui créent un tribofilm. Un tribofilm est généralement utilisé pour désigner une couche de protection entre deux surfaces de contact ; dans ce cas, entre des éléments de la transmission qui ne font que quelques nanomètres d'épaisseur. Au niveau micro, la reconstitution d'une formule dont les composants se décomposent pour créer un tribofilm est automatique et intrinsèque. Le phénomène, qui repose sur un processus de formation et de reformation moléculaire, d'épuisement et de reconstitution, est décrit comme une cinétique chimique.
Les lubrifiants peuvent également être optimisés pour la durabilité en utilisant des composés chimiques à poids moléculaire élevé. Les polymères et autres composants à " longue chaîne " forment une couche dense qui sépare les composants de la transmission de quelques microns seulement, ce qui réduit le contact et l'usure. La présence du modificateur de friction organique dans le contact assure une séparation microscopique des homologues en frottement, empêchant/réduisant ainsi le contact direct, ce qui réduit finalement l'usure.
L'objectif premier d'un lubrifiant performant est de réduire les frottements. L'objectif ultime du tribologue est de minimiser la force requise par le cycliste pour surmonter la résistance qui accompagne le roulement d'une chaîne sur les anneaux de transmission et les pignons. Nos experts disposent d'une gamme d'outils chimiques pour les aider dans cette tâche, que nous décrirons en détail dans le chapitre suivant. Ici, où nous nous concentrons sur la tribologie, nous donnons un aperçu des types les plus populaires et de leur mode de fonctionnement.
Les modificateurs de friction organiques avec leurs " têtes " polarisées et leurs queues non polarisées se fixent de chaque côté de la surface de l'huile de base pour former un plan de cisaillement à faible frottement. Les modificateurs de friction polymères se comportent de manière similaire. Il existe également des organo-molybdènes solubles comme autre classe de modificateurs de friction qui peuvent être utilisés dans les lubrifiants pour vélos.
Les nanoparticules réduisent également la friction. Certaines, comme le graphène, utilisent des particules stratifiées et structurées pour créer un plan de cisaillement. D'autres " roulent " pendant le processus de contact tribologique et réduisent intrinsèquement la friction, comme les particules de PTFE ou d'oxyde métallique. La viscosité est un autre problème de performance pris en compte dans la formule. Les lubrifiants plus épais offrent de meilleures performances grâce à leur capacité à résister aux particules de poussière et autres débris microscopiques, mais la viscosité doit être soigneusement ajustée car les lubrifiants très visqueux peuvent avoir l'effet négatif d'augmenter la viscosité en raison de la traînée visqueuse.
La chimie n'est toutefois qu'un aspect de la performance d'un lubrifiant. Les conditions tribologiques décrites dans la section précédente sur la durabilité - vitesse, charge, direction, tension, etc. - sont également applicables. Les matériaux de la transmission sont également importants.
L'efficacité d'un lubrifiant dépend fortement de la composition chimique de la surface de l'acier dont est constituée la chaîne. Certaines compositions offrent un degré d'absorption élevé. D'autres, comme la céramique, ne le permettent pas. De même, la finition appliquée à la chaîne par le fabricant est un facteur déterminant des pressions de contact.
Des tests précis exigent que, dans la mesure du possible, les composants sur lesquels le lubrifiant de développement est appliqué reproduisent ceux utilisés dans le monde réel à tous égards. Nous testons des composants de transmission Shimano et SRAM ainsi que des finitions non standard. L'anodisation, par exemple, a un effet profond sur l'absorption du lubrifiant. Muc-Off travaille avec des partenaires externes pour créer des matériaux de test de la plus haute précision.
Les tribologues considèrent le frottement et l'usure comme des phénomènes distincts. Différents additifs sont ajoutés au lubrifiant pour améliorer les performances de frottement ou d'usure. Dans certains cas, le même additif peut être utilisé pour améliorer les deux propriétés.
La protection d'une chaîne de vélo contre la corrosion est également une question de tribologie. Lorsqu'un composant métallique, en particulier les maillons en acier d'une chaîne de vélo, est tellement usé par la friction qu'il est dépouillé d'un revêtement ou de sa couche d'oxyde native, sa surface non protégée (" naissante ") devient très réactive et donc vulnérable à l'oxydation, également appelée rouille.
Les lubrifiants développés à cet effet utilisent des inhibiteurs de corrosion, des additifs contenant des molécules qui empêchent la génération d'électrons et retardent le processus électrolytique qui crée la rouille. Muc-Off utilise des inhibiteurs de corrosion dans une gamme de produits, notamment des sprays et des lubrifiants.
Les températures extrêmes (ou pressions, en termes tribologiques) présentent un défi différent.La plupart des lubrifiants sont produits sous forme liquide et peuvent être sujets à la cristallisation ou à l'évaporation. Les molécules de polyalphaoléfine (PAO) sont très résistantes aux températures élevées. Certains des nouveaux produits de Muc-Off utilisent des esters qui résistent au gel au-dessus de -20° et subissent un cirage minimal qui s'inverse lorsque les températures augmentent.
La co-dépendance entre chimie et tribologie est au cœur de notre volonté de mettre en place en interne tous les aspects du développement des lubrifiants pour vélos. Des équipements hautement sophistiqués aux ingénieurs du plus haut niveau, nous avons soutenu cet objectif stratégique par des actions et des investissements.
Lorsque les affirmations audacieuses sur les performances des lubrifiants reposent sur des tests pseudo-scientifiques - menés sur un turbo-trainer, par exemple - la perte de crédibilité risque de nuire à la catégorie. Tous les acteurs du marché ont la responsabilité de dépasser le mythe et l'anecdote. Accorder la même importance aux tests (tribologie) qu'au produit (chimie) est essentiel pour gagner la crédibilité dont le secteur a besoin.
Grâce au travail incroyable de Muc-Off dans le domaine de la tribologie, la marque a commencé à attirer l'attention en dehors de l'industrie du vélo.
Muc-Off a utilisé son expertise et son équipement en tribologie pour aider Renault F1 à résoudre un problème unique et inhabituel. À l'époque, Muc-Off avait récemment pris livraison de plus d'un quart de million de livres de nouveaux équipements de tribologie et d'interférométrie à lumière blanche, permettant d'utiliser la flexibilité de ce système de pointe dans ce projet très exigeant. Bien que le projet n'ait abouti à aucun résultat spécifique, Muc-Off a été honoré de participer à la conversation d'un sport aussi prestigieux et techniquement avancé, montrant une fois de plus comment son équipement et son expertise repoussaient de nouvelles limites.
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