FROTTEMENT

celles des machines les plus compliquées, qui ne sont en général que la réunion d'un certain nombre de ces machines simples.

FIOTTEIEIT

54. La surface d*un corps n'étant jamais parfaitement unie, quel que soit son poli, il en résulte que quand on met deux surfaces en contact, eUes se pénètrent toujours plus ou moins. Cet enchevêtrement n'est pas seulement dû à l'imperfection du poli des pièces, mais aussi à ce que les surfaces en contact se pressant mutuellement, il y a une déformation d'autant plus grande que les corps sont moins durs et que la pression de l'un sur l'autre est plus considérable.

De l'enchevêtrement des molécules de deux surfaces en contact, il résulte que si l'on imprime un mouvement à l'un des corps, mais de manière à le laisser toujours en contact avec la surface de l'autre corps, il nait une résistance qui s'oppose directement au mouvement, et à laquelle on donne le nom de frottemenL

Si la même partie de la surface d'au moins un des corps reste toujours en contact, c'est-à-dire s'il y a glissement d'un ou de chacun des corps sur l'autre, le frottement prend le nom &q frottement de glissement. Si, au contraire, les parties des surfaces en contact varient à chaque instant, comme dans le mouvement d'une bille sur un tapis de billard, ou d'une roue de voiture sur une route, le frottement prend le nom de frottement de roulement,

55. Jusqu'à ces derniers temps, on a admis, d'après l'expérience, que le frottement était proportionnel à la pression normale que les surfaces exerçaient l'une sur l'autre, qu'il variait selon la nature et l'état des surfaces en contact, et qu'il était indépendant de la vitesse et do l'étendue de ces surfaces.

Des expériences faites en 1851, par M. Jules Poirée, sur le chemin de fer de Lyon, ont fait voir que pour des vitesses supérieures à 4 ou 5 mètres par seconde, le frottement diminue à mesure que la vitesse augmente. Dans ces expériences, on a serré les freins d'un wagon de manière à empêcher les roues de tourner, et on l'a fait mouvoir sur les rails comme un traîneau; la vitesse a été portée jusqu'à 22 mètres par seconde, et à l'aide d'un dynamomètre, on a constaté que le frottement de glissement des roues sur les rails diminuait à mesure que la vitesse devenait plus grande. (Voir la Quatrième partie,)

M. Bochet, ingénieur des mines, des résultats fournis par les expériences de M. Poirée, et par celles qu'il a exécutées lui-même sur le Chemin de fer de l'Ouest, d'abord en 1856, puis en 1860, conclut, dans un mémoire publié en 1861 dans les Annales des jnines :

i* Que la diminution du frottement à mesure que la vitesse augmente est un phénomène général pour des vitesses de 0 à 25 mètres par seconde;

CM

2*" Que le frottement cesse d'être proportionnel à la pression, et par suite n'est plus indépendant de l'étendue des surfaces frottantes, quand la pression cesse d*être petite;

3» Qu'il n'y a pas, en général, de frottement spécial au départ. Pour les bois et les cuirs sur rails secs, la gutta-percha sur rails secs et mouillés, le fer sur rails secs, mouillés ou gras, le frottement au départ a été exactement le même qu'à une vitesse extrêmement petite, et par suite plus grand qu'à la vitesse normale; au contraire, pour le bois et le cuir sur rails mouillés ou gras, le frottement au départ a été, en général et en moyenne, double de celui correspondant à une vitesse extrêmement petite.

Pour déterminer le frottement des roues calées, M. Bochet a employé un wagon ordinaire à frein, dont le poids a varié de 6 à 10 tonnes. Pour le frottement des diverses matières, il a fait usage d'un wagon, de l'invention de M. Didier, portant, solidement fixées à son châssis, de fortes armures auxquelles étaient adaptés des patins d'une grande longueur glissant sur les rails par des semelles faites de la matière à essayer. La pression des patins sur les rails a varié de 2 à 15 kilog. par. centimètre carré.

M. Bochet a représenté ses résultats par des courbes, et il les a même réunies par une formule que nous donnons dans la Quatrième partie. Cette formule contient deux et même trois coefficients suffisamment déterminés pour le cas des corps essayés glissant sur des rails, mais qui n'embrassent pas la généralité des corps employés et des circonstances qui se présentent dans la pratique. Gomme de plus, dans les cas habituels, dans les machines par exemple, la vitesse est faible, bien inférieure à 4 mètres par secondes, et qu'alors la formule usitée, qui est très simple (56), donne des résultats suffisamment exacts, jusqu'à de nouvelles et plus complètes expériences, nous contiuerons de l'adopter.

En lubrifiant les surfaces en contact avec des corps onctueux, tels que l'huile, la graisse, le savon..., on diminue considérablement le frottement, et d'autant plus que l'enduit est renouvelé avec plus de continuité. L'eau pure est un mauvais enduit, surtout pour les métaux; souvent même elle augmente le frottement.

Nous venons de dire que le frottement est proportionnel à la pression des surfaces entre elles; mais cela n'a lieu que jusqu'à une certaine limite; au delà, les surfaces grippent, c'est-à-dire s'entament en s'échauffant, et le frottement devient considérable sans varier suivant aucune loi. Les corps onctueux, tout en diminuant le frottement, reculent considérablement la limite à laquelle les surfaces commencent à gripper.

D'après des expériences déjà anciennes de Wood, la pression des essieux de wagons dans leurs boîtes ne devrait pas dépasser 6^,33 par centimètre carré de surface de contact ; au-dessus de cette limite, la graisse qui lubrifie les surfaces serait écrasée et chassée ; alors les corps frottant à sec s'entameraient, et le frottement deviendrait considérable*

Aujourd'hui que le graissage se fait régulièrement, la pression peut