+ 2016 MoST – Molybddenum Sulfide Tribology

projet inter laboratoires

Porteur du projet

Clotilde MINFRAY LTDS Centrale Lyon

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Laboratoire(s) membre(s)

DOMAINES SCIENTIFIQUES

SURFACES ET INTERFACES

SECTEURS INDUSTRIELS

AUTOMOBILE
CHIMIE ET MATÉRIAUX

plateformes technologiques

TRIBOLOGIE
MATERIAUX, PROCEDES et CARACTERISATION

Axe(s) de recherches

Transports

APPROCHE

L’obtention de bas coefficient de frottement dans des contacts lubrifiés représente un enjeu industriel majeur dans un contexte mondial où les économies d’énergie sont au cœur des préoccupations sociétales. Dans le domaine de la lubrification des moteurs thermiques, la génération de feuillets de MoS₂ dans un contact lubrifié sous conditions sévères de lubrification (conditions limites) est un moyen efficace de réduire les pertes par frottement et peut se faire via l’utilisation du dithiocarbamate de molybdène (MoDTC), additif modificateur de frottement utilisé dans les lubrifiants moteurs depuis les années 70. Le défaut majeur de cette molécule concerne la faible durabilité de l’effet de réduction du frottement à cause notamment du vieillissement du lubrifiant en service (température, oxydation etc.).

Il est proposé d’aborder ce sujet par une approche expérimentale qui dans un premier temps va décorréler les paramètres influants sur la dégradation de la molécule de MoDTC (température, surface, environnement chimique, sollicitations mécaniques etc.) afin de mesurer leurs influences respectives sur le processus de dégradation. Dans un deuxième temps, des effets couplés entre les différents paramètres sont attendus et seront étudiés pour se rapprocher du test tribologique. Des tests de frottement seront bien évidement réalisés en faisant varier les différents paramètres afin d’avoir une vision globale de la réponse du contact tribologique.

Le projet associe les équipes du Laboratoire de géologie de Lyon (ENS)

objectif

L’objectif de ce projet est de comprendre les mécanismes de décomposition de la molécule de MoDTC menant à la formation des feuillets de MoS₂ en prenant en compte l’action de paramètres extérieurs (température, surface, environnement chimique, sollicitations mécaniques etc.) dans le but d’optimiser l’action de cette molécule.

INTÉRÊT

L’intérêt industriel est d’améliorer l’action de la molécule de MoDTC afin qu’elle forme des feuillets de MoS₂ de manière durable dans les zones de contact fonctionnant sous conditions sévères de lubrification.

L’intérêt sociétal est de limiter les pertes par frottement dans les moteurs thermiques et donc la consommation énergétique des véhicules.

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Manuscrit de thèse :

Formation of MoS2 flakes from molybdenum dithiocarbamate-based molecules in a severe lubricated contact: toward a better understanding, soutenance prevue le 7 décembre 2020.

Publications dans des journées internationaux à comité de lecture :

[1] M. Al Kharboutly, G. Veryasov, P. Gaval, A. Verchere, C. Camp, E.A. Quadrelli, J. Galipaud, B. Reynard, M. Cobian, T. Le Mogne, C. Minfray, Mo(VI) dithiocarbamate with no pre-existing Mo–S–Mo core as an active lubricant additive, Tribology International, 2020, 106690,ISSN 0301-679X, https://doi.org/10.1016/j.triboint.2020.106690.

Conférences Internationales (orateur souligné):

[5] M. Al Kharboutly, J. Galipaud, P. Gaval, G. Veryasov, C. Camp, A. Quadrelli, B. Reynard, T. Le Mogne, M. Cobian, J. Fontaine and C. Minfray, In Situ XPS investigation of tribochemical reactions: a step further to understand MoDTC reaction mechanism, 18th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis (Ecasia), Dresden, Germany du 15 au 20 septembre 2019.
[4] M. Al Kharboutly, G. Veryasov, J. Galipaud, P. Gaval, T. Le Mogne, A. Quadrelli, C. Camp, B. Reynard, M. Cobian and C. Minfray, Formation of MoS2 flakes from molybdenum dithiocarbamate-based molecules in a severe lubricated contact: toward a better understanding, International tribology conference (ITC), Sendai, Japan, 17-21 septembre 2019.
[3] M. Al Kharboutly, J. Galipaud, P. Gaval, G. Veryasov, C. Camp, A. Quadrelli, B. Reynard, T. Le Mogne, M. Cobian, J. Fontaine and C. Minfray,,From MoDTC to MoS2 flakes: a tribochemical process, Satellite Forum of Tribochemistry, Hakodate, Japan, 12 au 14 septembre 2019.
[2] M. Al Kharboutly, G. Veryasov, J. Galipaud, P. Gaval, T. Le Mogne, A. Quadrelli, C. Camp, B. Reynard, M. Cobian and C. Minfray, Formation of MoS2 flakes from molybdenum dithiocarbamate-based molecules in a severe lubricated contact: toward a better understanding, 46th Leeds-Lyon symposium on tribology, Lyon, France, 2-4 septembre 2019.
[1] M. Al Kharboutly, G. Veryasov, J. Galipaud, P. Gaval, T. Le Mogne, A. Quadrelli, C. Camp, B. Reynard, M. Cobian and C. Minfray, Formation of MoS2 flakes from molybdenum dithiocarbamate-based molecules in a severe lubricated contact:
toward a better understanding, 7th European Conference of Tribology Ecotrib, Austria, Vienne, 12-14 juin 2019.

Clotilde Minfray a également été invitée à présenter les travaux de la partie 2.3 « contrôle de l’environnement » à la Gordon Research Conference on Tribology. Cette conférence initialement prévue en juin 2020 a été repoussée au 26 juin – 01 juillet 2022.

Clotilde Minfray a été invitée à présenter les travaux de la partie §.3 « contrôle de l’environnement » à la STLE à Chicago (USA) qui aurait dû avoir lieu en mai 2020 mais qui a été annulée pour cause de crise sanitaire.