SEPTIÈME PARTIE :
SEPTIÈME PARTIE :
Le développement scientifique du lubrifiant pour chaînes Vélo comprend deux étapes distinctes : la formulation et les tests. Chacune d'entre elles comporte plusieurs sous-processus détaillés. Muc-Off effectue des tests scientifiques en laboratoire, mesurant l'efficacité ou la durabilité d'un lubrifiant et analysant les résultats. Le lubrifiant est ensuite transmis à plusieurs organismes de contrôle indépendants, qui effectuent leurs propres tests et les comparent à nos résultats, avant d'être testé sur route par notre personnel expérimenté et par des professionnels ( Athlètes sponsorisés), pour obtenir le sceau d'approbation final.
Les essais en laboratoire sont réalisés à l'aide de nos tribomètres hautement sophistiqués récemment achetés et de notre dynamomètre d'optimisation de la chaîne (CLOD) Lubrification . Ces deux outils nous donnent un avantage certain dans une catégorie qui manque de documentation sur les essais, de protocoles pour des essais répétables et reproductibles, et de normes d'essai indépendantes.
Dans ce chapitre, nous décrirons la valeur de chacun de ces processus distincts mais étroitement liés que sont les essais, les mesures et les analyses. Nous encadrerons notre enquête dans le contexte du lubrifiant Project Landa : notre formule la plus rapide et notre premier projet majeur après l'achèvement de notre projet de recherche commun avec le Laboratory of the Government Chemist (LGC) et le National Physical Laboratory (NPL).
Les tribomètres sont des machines permettant de mesurer les contacts tribologiques. Ils offrent une polyvalence, un contrôle et une résolution extrêmement élevée. Notre décision d'investir dans deux tribomètres est l'un des résultats les plus significatifs du projet de recherche commun.
Pour le projet Landa, les scientifiques de Muc-Offont adapté un test alternatif à bille sur disque, standard dans l'industrie, comme élément essentiel du processus de sélection. Le test tribo, réalisé en appliquant une huile candidate entre une bille métallique fixe et un disque métallique se déplaçant en avant et en arrière pour générer une friction, a considérablement accéléré ce processus long mais essentiel. L'utilisation d'une bille standard dans le processus de sélection a permis de tester de nombreuses itérations de Lubrification et de sélectionner les meilleures pour passer au test final développé avec NPL.
Chaque élément de l'essai NPL utilisé dans les essais du tribomètre Project Landa est contrôlé. La bille fixe est remplacée par un échantillon spécialement usiné et les disques sont fabriqués dans un métal de dureté et de finition de surface connues. Le contact entre la bille et le disque est effectué à une pression prédéterminée. Le mouvement de va-et-vient du disque sous la bille (d'avant en arrière pour reproduire le mouvement de glissement entre l'axe de liaison et le rouleau) a été effectué à une vitesse prescrite. Chaque paramètre a été défini pour reproduire la vitesse, la charge, la force et le mouvement susceptibles de se produire dans la zone de la chaîne générant le plus de pertes.
La mesure est un prélude à l'analyse. Le tribomètre génère un graphique en temps réel (pendant l'essai) pour montrer la relation entre la force normale et la force de frottement, et son rapport final est créé dans un tableur. En divisant la force de frottement par la charge normale, on obtient le coefficient de frottement : une mesure vitale à n'importe quel stade du développement du lubrifiant, mais particulièrement précieuse lors du processus de sélection. La capacité du tribomètre à générer une mesure définitive du frottement à partir d'une multitude de paramètres, à l'afficher dans un graphique et à fournir les données sous-jacentes dans une feuille de calcul, en fait un outil essentiel pour les essais comparatifs. Par exemple, lors d'un essai récent, quatre lubrifiants ont été comparés dans le logiciel Tribolab, ce qui a donné lieu à un graphique dérivé de plus de 28 millions de points de données - ce qui n'est pas possible avec Microsoft Excel.
Notre dynamomètre d'optimisation de la chaîne Lubrification (CLOD) conserve une place au cœur de notre développement scientifique de formules de performance ou de durabilité. Cette machine primée, adaptée à chaque application et construite à la main selon les spécifications les plus strictes, est la manifestation physique de notre engagement à répondre aux exigences en matière de données de notre partenaire professionnel le plus prospère et le plus durable, INEOS Grenadiers.
Bien que le CLOD ne puisse pas égaler nos tribomètres en termes de polyvalence ou de résolution, il est extrêmement précis (prouvé à 0,005w lors d'un test de tension par les scientifiques du LGC et du NPL) et, grâce à l'utilisation de composants réels sur Transmission , il reproduit l'application avec une fidélité parfaite. Les mesures déterminantes du dynamomètre sont la vitesse et la charge (cette dernière étant définie par la tension de la chaîne). D'autres facteurs influent sur les résultats des tests, notamment la chaîne, les pignons et les plateaux : l'état, le nombre de maillons et le revêtement (chaîne) et le nombre de dents (plateaux/pignons).
CLOD a deux configurations sous-jacentes : absorption de la puissance et recirculation de la puissance. En mode Tension, le banc peut être décrit comme un dispositif de "recirculation de la puissance", "verrouillant" le couple dans la chaîne. Le fait de mettre la chaîne en tension garantit que la pression de contact capturée correspond à l'application. Le moteur d'entraînement fait tourner le plateau, tandis que le pignon tourne librement. La puissance nécessaire pour faire tourner l'arbre dans le moteur d'entraînement est donc la même que celle dissipée par la chaîne sous forme de frottement. Cela permet de mesurer précisément la perte de puissance par frottement. Avant le test, le banc est calibré pour établir le nombre de volts équivalant à une certaine quantité de couple. Pour donner un exemple purement hypothétique, 10 volts pourraient être équivalents à 10 Nm. Ces valeurs sont acquises en même temps que le nombre de tours/minute, et les données sont collectées à des fréquences de 10 kHz, soit 10 000 points de données par seconde, bien qu'une fréquence d'acquisition des données encore plus élevée puisse être utilisée pour les comparaisons de tournage à grande vitesse où les données sont "synchronisées" avec la vidéo, par exemple les changements de vitesse.
Comme le tribomètre, le banc à rouleaux génère des données à analyser sous forme de graphique et de données brutes. S'il génère un graphique en temps réel (pendant l'essai), d'autres graphiques peuvent être créés à partir des données sous-jacentes contenues dans les données capturées. Un logiciel spécialisé est utilisé pour les très grands ensembles de données, mais il y a toujours deux mesures critiques : Le couple et le régime, qui sont ensuite utilisés pour calculer les watts et donc la puissance perdue à cause de la friction.
Le CLOD est un équipement reconnu par l'industrie qui a remporté deux prix. Il a remporté les prix de la catégorie des tests et mesures physiques et de l'application de l'année lors des National Instruments (NI) Northern European Engineering Impact Awards 2015, ce qui en fait un outil précieux non seulement pour Muc-Off, mais aussi pour les normes industrielles en général. Ses lectures super-précises fournissent à Muc-Off le plus haut niveau de données d'essai disponibles sur le terrain. CLOD a été développé avec National Instruments, une société multimilliardaire basée à Austin, au Texas. Bien qu'elle travaille habituellement sur des projets de premier plan dans des domaines tels que la physique nucléaire, l'opportunité de créer une machine révolutionnaire telle que le CLOD était une occasion à ne pas manquer.
Lors de la formulation du lubrifiant du projet Landa, les essais sur banc d'essai ont suivi le processus de sélection effectué avec le tribomètre. Les essais tribo ont été si efficaces pour identifier les huiles de base appropriées que quatre formules seulement ont été soumises à des cycles d'essais sur banc d'essai. Parmi ces quatre formules, l'une d'entre elles s'est rapidement révélée capable d'atteindre notre valeur cible de performance, exprimée en coefficient de frottement.
Muc-Off utilise un interféromètre à lumière blanche Contour pour analyser les effets physiques des essais tribo. Par exemple, le processus de sélection des huiles potentielles pour le lubrifiant du projet Landa s'est conclu par l'utilisation de l'interféromètre pour mesurer les cicatrices d'usure causées à la bille et au disque. En mesurant l'interaction des sources lumineuses et en interprétant la mesure à l'aide d'un algorithme, l'interféromètre génère une image tridimensionnelle à haute résolution qui révèle la profondeur de la cicatrice : la contrepartie physique du coefficient de friction théorique.
Muc-Off accorde la plus haute importance aux tests, aux mesures et aux analyses. Notre conseil d'administration n'approuvera pas le lancement d'un nouveau produit sans avoir au préalable évalué les rapports détaillés générés par les tests exhaustifs effectués par notre équipe de recherche et développement.
Nos protocoles et procédures ont considérablement évolué depuis l'achèvement de notre projet de recherche conjoint avec LGC et NPL. Si les principes scientifiques sur lesquels reposaient nos essais antérieurs restent bien entendu inchangés, notre personnel titulaire d'un doctorat est désormais équipé pour appliquer toute l'étendue de ses connaissances au développement de lubrifiants toujours plus efficaces et durables.
Ils sont motivés par le double objectif de répétabilité et de reproductibilité. Leur objectif Ultime est de créer des tests fiables pouvant être utilisés dans l'ensemble du secteur ; des normes indépendantes auxquelles les produits des fabricants concurrents peuvent être comparés avec précision. Si ce dernier objectif reste une ambition à long terme, la mise en place de protocoles de test répétables et reproductibles est désormais à portée de main.
Mais si les tests effectués en laboratoire permettent d'obtenir des preuves ou des données solides, rien ne vaut une application réelle. Sur le site Muc-Off, un large éventail de cyclistes de différents niveaux d'aptitude mettent chaque nouveau produit à l'épreuve. En ce qui concerne le développement de nos lubrifiants, si une grande partie de la recherche initiale est effectuée au sein de l'équipe de R&D, des essais à vélo doivent être réalisés afin de s'assurer que le produit fonctionne dans le monde réel. Un membre de notre équipe R&D est un ancien coureur olympique de BMX ; il parcourt régulièrement plus de 300 miles pour tester une variante de lubrifiant avant l'analyse des résultats, atteignant des puissances de 1500-2000 watts.
L'emplacement est également essentiel. Le centre de R&D de Poole, au Royaume-Uni, bénéficie d'une grande variété de surfaces et d'élévations, et le temps peut être particulièrement changeant. C'est pourquoi nos lubrifiants de développement sont testés dans une grande variété de conditions.
Les tests indépendants sont un aspect incroyablement important du processus, car ils fournissent un autre niveau de vérification de nos résultats. Il n'existe actuellement aucune norme industrielle reconnue pour les méthodologies d'essai, mais nous avons constaté qu'en combinant des méthodes d'essai internes robustes sur des équipements de pointe avec des essais indépendants et en situation réelle, nous sommes en mesure de développer les meilleurs lubrifiants possibles et d'avoir confiance dans les revendications de nos produits.
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