Nicolas Devaux,(R), engineer, and Thomas Doki-Thonon (L), engineering Phd student, pose with the test machine for large size bearings at the INSA research centre in the University of Lyon, France.
Photo: Alastair Miller 15.6.2011

+ 2011Nanosondes fluorescentes pour l’exploration des pressions et températures dans les films lubrifiants

NANOFLUO

Porteur du projet

Jean-Marie Bluet INL

jean-marie.bluet@nullinsa-lyon.fr

Laboratoire(s) membre(s)

 

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Axe(s) de recherches

Contexte :

A ce jour, la technique basée sur la mesure de l’émissivité infrarouge reste privilégiée pour déterminer in situ la température dans un film lubrifiant. Elle souffre cependant d’au moins trois défauts majeurs : la nécessité d’utiliser des montages optiques adaptés au domaine spectral étudié, une procédure de calibration complexe et délicate qui doit prendre en compte non seulement le rayonnement issu du fluide mais également celui émis par les surfaces, et pour finir une résolution spatiale et une sensibilité quelque peu limitées. La détermination in situ de la pression dans les contacts lubrifiés n’a pas fait l’objet de nombreux développements réussis. Il apparaît clairement que les outils expérimentaux disponibles ne répondent pas de façon pleinement suffisante aux besoins des tribologues. Ainsi le développement de nouveaux moyens d’analyse locale, simultanée et indépendante du milieu (lubrifiant), des grandeurs caractéristiques des films lubrifiants apparaît primordial.

Positionnement :

La réussite de ce projet permettra d’effectuer une avancée significative dans la compréhension des phénomènes mis en jeu dans ce matériau fortement sollicité qu’est le lubrifiant. L’association avec les techniques d’imagerie multispectrale, en fort développement dans d’autres domaines, pourrait conduire à la réalisation de cartographies de pression et de température dans les films lubrifiants en un temps court. Cette approche in situ, inédite dans un domaine où le LaMCoS est leader, se situe à l’interface de la nanophysique et de la mécanique des films minces.
Sur le plan des retombées, on peut envisager la mise en œuvre de la mesure par nanosondes dans des dispositifs plus complexes, comme par exemple le simulateur de contacts de grandes dimensions avec pivotement développé au LaMCoS en partenariat avec SKF.

L’approche proposée présente un important potentiel de développement d’applications dans des domaines différents et variés :
- mesures dans les systèmes sous haute pression (biologie, génie agro-alimentaire),
- mesures sous très hautes pressions (géologie).

On peut entrevoir le développement de capteurs et de sondes à très faible coût, dès lors qu’ils sont associés à la mise sur le marché de spectromètres très miniaturisés, voire de structures lab-on-chip.


SKF EVOLUTION LYONObjectif :


L’objectif du projet est d’étudier les mécanismes de fluorescence de nanocristaux semi-conducteurs dans les conditions de fortes presssions et fortes températures afin de réaliser des nano-sondes pour l’étude des contacts lubrifiés fortement chargés.








Nicolas Devaux- SKF EVOLUTION LYON copyright SKF

PRODUCTIONS SCIENTIFIQUES


Thèses :
  • Nanosondes fluorescentes pour l'exploration des pressions et des températures dans les films lubrifiants / Hamza Hajjaji, Thèse de doctorat INSA de Lyon, 14/10/2014. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01153266/document
  • Photoluminescent CdSe/CdS/ZnS Quantum Dots for Temperature and Pressure Sensing in Elastohydrodynamic Contacts / Sayed Albahrani, Thèse de doctorat INSA de Lyon, soutenance prévue janvier 2016.


RICL :
  • [A1] Temperature and Viscosity Effects on the Photoluminescence Properties of Alkyl-Capped Silicon Nanoparticles Dispersed in Nonpolar LiquidsH. Hajjaji, S. Albahrani, G. Guillot, M. Maillard, D. Philippon, P. Vergne and J.M. BluetJournal of Physical Chemistry C, Volume119 (29) Pages16897-16904 (2015).
  • [A2] A review of in situ methodologies for studying elastohydrodynamic lubricationS. Albahrani, D. Philippon, P. Vergne, JM Bluet Revue Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology 0(0), à paraître en 2016, http://dx.doi.org/10.1177/1350650115590428
  • [A3] Formation and properties of SiC and C particle nano‐colloids in non‐polar liquidsH. Hajjaji, Y. Zakharko, S. Alekseev, G. Guillot, D. Philippon, P. Vergne and J.M. Bluet Physica status solidi (c), Volume 12 (1‐2), Pages153-157 (2015).
  • [A4] Luminescence nanothermometry with alkyl-capped silicon nanoparticles dispersed in nonpolar liquidsH. Hajjaji, S. Alekseev, G. Guillot, N.P. Blanchard, V. Monnier, Y. Chevolot, G. Brémond, M. Querry, D. Philippon, P. Vergne and J.M. Bluet Nanoscale research letters Volume 9(1), Pages 1-6, (2014).
  • [A5] Photoluminescence thermometry with alkyl‐terminated silicon nanoparticles dispersed in low‐polar liquidsY. Ryabchikov, S. Alekseev, V. Lysenko, G. Bremond and J.M. Bluet Physica status solidi (RRL)-Rapid Research Letters, Volume 7(6), Pages 414-417, (2013).
  • [A6] Photoluminescence of silicon nanoparticles chemically modified by alkyl groups and dispersed in low-polar liquidsY. Ryabchikov, S. Alekseev, V. Lysenko, G. Bremond and J.M. Bluet Journal of nanoparticle research Volume 15 (4), Pages 1-9, (2013).
  • [A7] Luminescence behavior of silicon and carbon nanoparticles dispersed in low-polar liquidsY. Ryabchikov, S. Alekseev, V. Lysenko, G. Bremond and J.M. Bluet Nanoscale research letters, Volume 7(1), Pages 1-5, (2012).


Communications dans des Conférences Internationales :
  • Nanosensors for Pressure and Temperature Mapping in Confined Lubricant Films S. Albahrani, D. Philippon, M. Querry, J.M. Bluet, P. Reiss, P. Vergne STLE Tribology Frontiers Conference 2015
  • Application of Photoluminescent Nanoparticles for in situ Temperature and Pressure measurements in Elastohydrodynamic regime S. Albahrani, D. Philippon, M. Querry, P. Reiss, J.M. Bluet, P. Vergne International Tribology Conference ITC2015
  • Photoluminescent nanoparticles for temperature and pressure sensing S. Albahrani, D. Philippon, M. Querry, J.M. Bluet, H. Cardon, G. Montagnac, P. Vergne 52nd European High Pressure Research Group (EHPRG) Meeting (2014)
  • Calibration of nanosensors for pressure and temperature mapping within lubricated contacts S. Albahrani, D. Philippon, H. Hajjaji, J.M. Bluet, M. Querry, P. Vergne 41st Leeds-Lyon Symposium on Tribology, Integrated Tribology (2014)
  • Formation and properties of SiC nano-particles colloids in non polar liquids H. Hajjaji, S. Alekseev, D. Philippon, G. Guillot, P. Vergne, J.M. Bluet E-MRS 2014
  • Luminescence Nanothermometry of alkyl-capped Silicon nanoparticles dispersed in squalane H. Hajjaji, Y. Ryabchikov, S. Alekseev, G. Guillot, G. Bremond, N. Blanchard, P. Vergne, D. Philippon, J.M. Bluet International conference on small science (ICSS 2013°
Communications dans des Colloques nationaux :
  • Photoluminescence thermometry with alkyl-terminated silicon nanoparticles dispersed in low-polar liquids H. Hajjaji, Y. Ryabchikov, J.M. Bluet, V. Lysenko, P. Vergne, D. Philippon, M. Querry, G. Bremond, G. Guillot, N. Blanchard, S. Alekseev, V. Monnier, Y. Chevolot Journées Nationales sur les Technologies Emergentes en micro-nanofabrication-JNTE 13
  • Nanosondes fluorescentes à base de silicium et de carbure de silicium pour l'exploration des pressions et températures dans les films lubrifiants H. Hajjaji, J.M. Bluet, G. Bremond, P. Vergne, D. Philippon, S. Alekseev, V. Monnier, Y. Chevolot 5ème Colloque du Laboratoire Nanotechnologies Nanosystèmes (LN2) 2012
  • Silicon nanoparticules for temperature sensing in lubricated films H. Hajjaji, Y. Ryabchikov, D. Philippon, G. Guillot, P. Vergne and J.M. Bluet GDR NACRE 2014

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