PARTIE SEPTIÈME :
PARTIE SEPTIÈME :
Le développement scientifique d'un lubrifiant pour chaîne de vélo comprend deux étapes distinctes : la formulation et les tests. Chacune d'entre elles comprend plusieurs sous-processus détaillés. Muc-Off effectue des tests scientifiques en laboratoire, en mesurant l'efficacité ou la durabilité d'un lubrifiant et en analysant les résultats. Le lubrifiant est ensuite transmis à plusieurs organismes de test indépendants, qui effectuent leurs tests et fournissent une comparaison avec nos résultats, avant d'être testé sur la route par notre personnel expérimenté et des athlètes sponsorisés de niveau professionnel, pour le label d'approbation final.
Les tests en laboratoire sont effectués avec nos tribomètres récemment acquis et très sophistiqués et avec notre dynamomètre d'optimisation de la lubrification de la chaîne (CLOD). Ces deux éléments nous confèrent un avantage évident dans une catégorie qui manque de documentation sur les tests, de protocoles de tests répétables et reproductibles et de normes de test indépendantes.
Dans ce chapitre, nous décrirons la valeur de chacun des processus distincts mais étroitement liés de test, de mesure et d'analyse. Nous placerons notre enquête dans le contexte du lubrifiant Project Landa : notre formule la plus rapide à ce jour et notre premier projet majeur après l'achèvement de notre projet de recherche conjoint avec le Laboratory of the Government Chemist (LGC) et le National Physical Laboratory (NPL).
Les tribomètres sont des machines de mesure des contacts tribologiques. Ils offrent polyvalence, contrôle et résolution extrêmement élevée. Notre décision d'investir dans deux tribomètres est l'un des résultats les plus significatifs du projet de recherche commun.
Pour le projet Landa, les scientifiques de Muc-Off ont adapté un test standard de bille sur disque alternatif comme élément essentiel du processus de sélection. Le test tribo, réalisé en appliquant une huile candidate entre une bille métallique fixe et un disque métallique se déplaçant d'avant en arrière pour générer une friction, a considérablement accéléré ce processus long, mais essentiel. L'utilisation d'une bille standard dans le processus de sélection a permis de tester de nombreuses itérations de lubrifiant et de sélectionner la meilleure pour passer au test final développé avec NPL.
Chaque élément du test NPL utilisé dans les essais tribométriques du projet Landa est contrôlé. La bille fixe est remplacée par un échantillon spécialement usiné et les disques sont fabriqués à partir d'un métal de dureté et de finition de surface connues. Le contact entre la bille et le disque s'effectue à une pression prédéterminée. Le mouvement alternatif du disque sous la bille (de va-et-vient pour reproduire le mouvement de glissement entre l'axe de liaison et le rouleau) s'effectue à une vitesse prescrite. Chaque paramètre est défini pour reproduire la vitesse, la charge, la force et le mouvement susceptibles de se produire dans la zone de la chaîne générant le plus de pertes.
La mesure est un prélude à l'analyse. Le tribomètre génère un graphique en temps réel (pendant le test) pour montrer la relation entre la force normale et la force de frottement, et son rapport final est créé dans une feuille de calcul. La division de la force de frottement par la charge normale révèle le coefficient de frottement : une mesure essentielle à n'importe quelle étape du développement du lubrifiant, mais particulièrement précieuse pendant le processus de sélection. La capacité du tribomètre à générer une mesure définitive du frottement à partir d'une multitude de paramètres, à l'afficher dans un graphique et à fournir les données sous-jacentes dans une feuille de calcul, en fait un outil essentiel pour les tests comparatifs. À titre d'exemple, des tests récents ont comparé quatre lubrifiants dans le logiciel Tribolab, aboutissant à un graphique dérivé de plus de 28 millions de points de données - ce qui n'est tout simplement pas possible dans Microsoft Excel.
Notre dynamomètre d'optimisation de la lubrification de la chaîne (CLOD) reste au cœur de notre développement scientifique de formules pour la performance ou la durabilité. Une machine primée, spécifique à l'application, construite à la main selon les spécifications les plus strictes, c'est la manifestation physique de notre engagement envers les exigences basées sur les données de notre partenaire d'équipe professionnel le plus performant et le plus durable, INEOS Grenadiers.
Bien que le CLOD ne puisse pas égaler nos tribomètres en termes de polyvalence ou de résolution, il est extrêmement précis (prouvé à 0,005 W lors d'un test de tension par les scientifiques de LGC et NPL) et, grâce à l'utilisation de composants de transmission réels, il reproduit l'application avec une fidélité parfaite. Les mesures déterminantes du dynamomètre sont la vitesse et la charge (cette dernière étant définie par la tension de la chaîne). D'autres facteurs qui affectent les résultats des tests incluent la chaîne, les pignons et les plateaux : l'état, le nombre de maillons et le revêtement (chaîne) et le nombre de dents (plateaux/pignons).
Le CLOD a deux configurations sous-jacentes : l'absorption de puissance et la recirculation de puissance. En mode Tension, le dyno peut être décrit comme un dispositif de " recirculation de puissance ", " verrouillant " le couple dans la chaîne. Placer la chaîne en tension garantit que la pression de contact capturée correspond à l'application. Le moteur d'entraînement fait tourner le plateau, tandis que le pignon tourne librement. La puissance requise pour faire tourner l'arbre dans le moteur d'entraînement est donc la même que celle dissipée par la chaîne sous forme de friction. Cela permet une mesure précise de la perte de puissance par friction. Avant le test, le dyno est étalonné pour établir le nombre de volts équivalent à une certaine quantité de couple. Pour donner un exemple purement hypothétique, cela pourrait rendre 10 V équivalents à 10 Nm. Ces valeurs sont acquises avec le régime moteur, et les données sont collectées à des fréquences de 10 kHz, soit 10 000 points de données par seconde, bien qu'une fréquence d'acquisition de données encore plus élevée puisse être utilisée pour les comparaisons de tournage à grande vitesse où les données sont " synchronisées " avec la vidéo, par exemple les changements de vitesse.
Comme le tribomètre, le dynamo génère des données à analyser sous forme de graphique et de données brutes. Bien qu'il génère un graphique en temps réel (pendant le test), d'autres graphiques peuvent être créés à partir des données sous-jacentes contenues dans les données capturées. Un logiciel spécialisé est utilisé pour les très grands ensembles de données, mais il y a toujours deux mesures critiques : le couple et le régime, qui sont ensuite utilisés pour calculer les watts et donc la puissance perdue par frottement.
CLOD est un équipement reconnu dans le secteur qui a remporté deux prix. Il a remporté le prix de la catégorie Test et mesure physiques et le prix de l'application de l'année lors des National Instruments (NI) Northern European Engineering Impact Awards 2015, ce qui en fait un outil précieux non seulement pour Muc-Off, mais également pour les normes industrielles dans leur ensemble. Ses conférences extrêmement précises fournissent à Muc-Off le plus haut niveau de données de test disponible sur le terrain. CLOD a été développé avec National Instruments, une entreprise de plusieurs milliards de dollars basée à Austin, au Texas. Bien qu'ils travaillent généralement sur des projets de grande envergure axés sur des domaines tels que la physique nucléaire, l'opportunité de créer une machine révolutionnaire comme CLOD était une opportunité à ne pas manquer.
Lors de la formulation du lubrifiant Project Landa, les tests au banc d'essai ont suivi le processus de sélection effectué avec le tribomètre. Les tests au banc d'essai ont été si efficaces pour identifier les huiles de base appropriées que seules quatre formules ont été retenues pour des cycles de tests au banc d'essai. Parmi ces quatre formules, une est rapidement apparue comme capable d'atteindre notre valeur cible en termes de performance, exprimée sous forme de coefficient de frottement.
Muc-Off utilise un interféromètre à lumière blanche Contour pour analyser les effets physiques des tests tribo. Par exemple, le processus de sélection des huiles potentielles pour le lubrifiant du projet Landa s'est terminé par l'utilisation de l'interféromètre pour mesurer les cicatrices d'usure causées à la fois sur la bille et sur le disque. En mesurant l'interaction des sources lumineuses et en interprétant la mesure à l'aide d'un algorithme, l'interféromètre génère une image tridimensionnelle à haute résolution qui révèle la profondeur de la cicatrice : la contrepartie physique du coefficient de frottement théorique.
Muc-Off accorde la plus grande importance aux tests, aux mesures et aux analyses. Notre conseil d'administration ne validera pas la sortie d'un nouveau produit sans avoir au préalable évalué les rapports détaillés générés par les tests exhaustifs de notre équipe de R&D.
Nos protocoles et procédures ont considérablement évolué depuis l'achèvement de notre projet de recherche conjoint avec LGC et NPL. Bien que les principes scientifiques sur lesquels se basaient nos tests précédents restent bien entendu inchangés, notre personnel titulaire d'un doctorat est désormais équipé pour appliquer toute la profondeur de ses connaissances afin de développer des lubrifiants toujours plus efficaces et durables.
Leur objectif est double : répétabilité et reproductibilité. Leur objectif ultime est de créer des tests fiables qui peuvent être utilisés dans l'ensemble du secteur, des normes indépendantes avec lesquelles les produits concurrents des fabricants rivaux peuvent être comparés avec précision. Si cette dernière reste une ambition à long terme, la réalisation de protocoles de test répétables et reproductibles est désormais à portée de main.
Mais si les tests en laboratoire permettent d'obtenir des preuves ou des données concrètes, rien ne vaut une application concrète. Chez Muc-Off, nous disposons d'un large éventail de pilotes de différents niveaux de compétence, capables de mettre chaque nouveau produit à l'épreuve.Avec le développement de nos lubrifiants, bien qu'une grande partie des recherches initiales soit effectuée au niveau de la R&D, des tests sur le vélo doivent être effectués afin de s'assurer que le lubrifiant fonctionne dans le monde réel. Un membre de notre équipe de R&D est un ancien coureur olympique de BMX ; ils parcourent régulièrement plus de 300 miles pour tester une variante de lubrifiant avant l'analyse des résultats, atteignant des puissances de sortie de 1 500 à 2 000 watts.
L'emplacement est également un facteur clé. Le centre de R&D de Poole, au Royaume-Uni, bénéficie d'une grande variété de surfaces et d'altitudes et le climat peut être particulièrement changeant. Ainsi, nos lubrifiants de développement sont testés dans une grande variété de conditions.
Les tests indépendants constituent un aspect extrêmement important du processus, car ils fournissent un autre niveau de vérification de nos résultats. Il n'existe actuellement aucune norme industrielle convenue pour les méthodologies de test, mais nous avons constaté qu'en combinant des méthodes de test internes robustes sur des équipements de pointe, avec des tests indépendants et réels, nous sommes en mesure de développer les meilleurs lubrifiants possibles et d'être sûrs de nos produits.
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