Soutenance de thèse d’Adam Nassif

Triplet tribologique de la lubrification limite : influence des nanoparticules de TiO₂, des revêtements cold spray composites et d’un courant électrique sur les performances des additifs limites

Adam Nassif a réalisé sa thèse au sein de l’équipe S&P sous la direction de Pierre Montmitonnet, Imène Lahouij et Frédéric Georgi. Il soutient son doctorat dans la spécialité Mécanique Numérique et Matériaux le 15 janvier 2026 sur le sujet :

Triplet tribologique de la lubrification limite : influence des nanoparticules de TiO₂, des revêtements cold spray composites et d’un courant électrique sur les performances des additifs limites

devant le jury composé de :
– M. Fabrice DASSENOY, Ecole Centrale de Lyon, Rapporteur
– Mme Cécile LANGLADE, Université de Technologie de Belfort-Montbéliard, Rapporteure
– M. Pierre-Henri CORNUAULT, Université Marie et Louis Pasteur, Examinateur
– M. Karl DELBé, Université de Technologie Tarbes Occitanie Pyrénées, Examinateur
– M. Pierre MONTMITONNET, Ecole des Mines de Paris, Directeur de thèse
– Mme Imène LAHOUIJ, Ecole des Mines de Paris, Co-encadrante de thèse
– M. Frédéric GEORGI, Ecole des Mines de Paris, Invité
– M. Abdel TAZIBT, CRT CRITT TJFU – Institut Carnot ICEEL, Invité

Résumé :

Les enjeux environnementaux liés à la réduction des émissions polluantes placent la transition vers la mobilité électrique au cœur des stratégies industrielles actuelles. Dans ce contexte, la voiture électrique (EV) constitue un levier essentiel pour répondre aux exigences croissantes des normes anti-pollution. Cependant, l’électrification des groupes motopropulseurs s’accompagne de nouveaux défis en matière de lubrification et de tribologie. Les conditions thermomécaniques sévères au sein des systèmes de transmission nécessitent le développement de lubrifiants spécifiquement adaptés à l’environnement d’un moteur électrique : faible viscosité pour limiter les pertes par frottement fluide, tout en conservant d’excellentes performances tribologiques en régime limite en présence d’un courant électrique, ainsi qu’une bonne conductivité thermique et des propriétés diélectriques adaptées.
Cette étude vise à examiner de nouvelles solutions de lubrification répondant à ces contraintes et s’articule autour de trois axes principaux pour lesquels nous avons tenté d’identifier les mécanismes physico-chimiques et tribologiques associés.
Dans un premier temps, les interactions entre additifs traditionnellement utilisés, tels que le MoDTC et le ZDDP, et des nanoparticules de TiO2 ont été étudiées. Ces travaux ont mis en évidence l’existence de synergies entre ces constituants, se traduisant par un frottement plus faible, une usure moindre et la formation de tribofilms composites plus épais et couvrants. Mais aussi plus résilients de par leur nature vitro-céramique dans le cas des mélanges entre ZDDP et nanoparticules de TiO2.
Dans un second temps, ces systèmes lubrifiants ont été soumis à des essais tribologiques sous conditions électrifiées, simulant l’environnement des transmissions de véhicules électriques. L’influence du courant électrique sur les mécanismes de frottement, d’usure ainsi que sur la formation et la tenue des tribofilms a été évaluée. Les résultats montrent que, bien que la formation d’un tribofilm reste possible, la surface subit une usure nettement plus importante qu’en conditions non électrifiées. Un tribofilm déjà formé peut se rompre rapidement sous l’effet combiné du frottement et du courant, avant de se reformer par la suite.
Enfin, des revêtements composites de titane renforcés par des particules de TiOx élaborés par procédé Cold Spray ont été étudiés. Ces revêtements ont montré un comportement prometteur, avec des effets de synergie observés l’utilisation d’huiles additivées, contribuant à la réduction du frottement et de l’usure, ainsi qu’à la formation d’un tribofilm protecteur.

Mots-clés : Lubrification limite, Frottement, Usure, Nanoparticules de TiO2, Revêtements Cold Spray, Contact électrifié