Les expériences de Léonard de Vinci sur la friction ont été à la base de la science moderne de la tribologie.
Pour la plupart des gens, la première chose qui leur vient à l'esprit lorsqu'ils pensent à Léonard de Vinci, c'est la Joconde, ou ses esquisses de l'homme de Vitruve. Les fans de pulp fiction ou de cinéma populaire pourraient même penser à des souvenirs du Da Vinci Code, le thriller mystère. Pas moi, bien que. Je suis engagé dans l'étude du frottement, la force résistant au mouvement relatif entre les surfaces. Ce que la plupart des gens ne réalisent peut-être pas, c'est que Leonardo était responsable de la première étude systématique du frottement.
La friction est importante pour notre existence quotidienne et est présente tout autour de nous. En commençant par se brosser les dents le matin, conduire une voiture et compter sur une bonne adhérence des pneus, ou regarder une montre mécanique avec la certitude que toutes les pièces miniatures fonctionnent correctement pour nous montrer l'heure correcte. En tant que domaine scientifique, l'étude du frottement fait partie de la tribologie, autrefois appelé "le sujet le plus important dont personne n'a entendu parler".
La tribologie est la science et l'ingénierie des surfaces en interaction en mouvement relatif. Il comprend l'étude et l'application des principes du frottement, lubrification et usure. Le mot tribologie dérive du grec "tribo" ("je frotte") et du suffixe "logos" ("étude de", "la connaissance de"). Le mot a un peu plus de 50 ans et a été inventé par Peter Jost, un ingénieur en mécanique britannique considéré comme le fondateur de la discipline. Un rapport commandé par le gouvernement britannique, mis en évidence le coût du frottement, l'usure et la corrosion de l'économie du pays.
En 1966, ce coût était estimé à 1,1%-1,4% du PIB national et, par conséquent, le gouvernement britannique a créé plusieurs centres nationaux pour traiter les problèmes liés aux frictions.
Premières œuvres
Leonardo a très bien compris que le frottement est un facteur limitant dans la conception de ses machines révolutionnaires. Il a travaillé sur le sujet pendant plus de 20 ans, comme en témoignent ses notes et croquis magnifiquement illustrés. Leonardo a fait la distinction entre le frottement de roulement et le frottement de glissement et a fait des observations selon lesquelles la rugosité de la surface a un impact sur la facilité de déplacement de différents matériaux. Ses expériences tribologiques étaient dictées par sa curiosité, mais peut-être surtout par sa nature pragmatique, car il avait besoin de solutions mécaniques fiables pour la conception de ses composants. Dans ses cahiers, nous pouvons trouver des preuves de l'étude du frottement de blocs simples, mais aussi des pas de vis, roues et axes.
Depuis des débuts modestes :un tribomètre moderne et polyvalent avec une haute résolution de mesure de la force de friction. Crédit :Bruker
Il a été le premier à enregistrer les lois du frottement et il a réussi à y parvenir en concevant des expériences utilisant des cordes, poulies et poids. Des expériences basées sur les mêmes principes sont menées sur des testeurs de friction modernes appelés tribomètres. Certains de ces testeurs offrent la possibilité de mesurer les forces de frottement à une échelle minuscule et peuvent coûter bien au-dessus de 200 000 £ en raison de leur complexité et de la nature sophistiquée de l'électronique de mesure.
Comme il s'avère, Leonardo n'a jamais publié ses découvertes sur la friction - et il n'a jamais obtenu de crédit pour ses découvertes visionnaires. Ce n'est qu'en 1979, lors de la parution du livre fondateur sur l'histoire de la tribologie, et les esquisses tribologiques désormais célèbres de Léonard ont été révélées.
Applications modernes
Aujourd'hui, les tribologues du monde entier s'appuient sur les fondations posées par Leonardo. Les études modernes confirment l'importance du développement urgent de surfaces à faible frottement pour contrôler la consommation d'énergie, les dépenses économiques et les émissions de CO₂ à l'échelle mondiale. Comprendre les fondamentaux de la friction est essentiel pour une conception de véhicules électriques fiables et efficaces, éoliennes, et les implants médicaux tels que les prothèses de hanche.
J'ai passé ma carrière à concevoir, tester et caractériser les surfaces par application de revêtements fonctionnels, un domaine appelé « ingénierie de surface ». Mon travail implique l'utilisation de divers tribomètres et je trouve qu'il est extrêmement utile de réfléchir à mes expériences et de les rapporter aux premières études de Léonard.
Cinq siècles après la mort de Léonard et 50 ans après la création du mot tribologie, les tribologues regardent un contexte plus large des technologies numériques et conçoivent des surfaces fonctionnelles qui détectent, réactif et connecté.
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original. 
