Soutenance de thèse de Vincent BURNICHON le 08/12/2025 : Développement d’une méthode unifiée de caractérisation de l’efficacité des fluides de coupe

Rendez-vous le lundi 8 décembre 2025 à 14h00

Lieu : 74 rue des Aciéries – 42100 Saint-Etienne – Salle de conférence

Développement d’une méthode unifiée de caractérisation de l’efficacité des fluides de coupe

Development of a unified method for characterising the efficiency of cutting fluids

Composition du jury proposé :

M. Joël RECH - Professeur des universités, Ecole Centrale de Lyon - Directeur de thèse
M. Guénael GERMAIN - Professeur des universités, Arts et Métier Paris TECH - Rapporteur
M. Noël BRUNETIERE - Directeur de recherches, Université de Poitiers - Rapporteur
M. Cédric COURBON - Maître de conférences, Ecole Centrale de Lyon - Co-encadrant de thèse
Mme Emmanuelle VIDAL-SALLE - Professeure, INSA Lyon / LaMCoS - Présidente
M. Ferdinando SALVATORE - Maître de conférences, Ecole Centrale de Lyon - Co-encadrant de thèse
Mme Clotilde MINFRAY - Professeure des universités, Ecole Centrale de Lyon - Examinatrice
M. Ugo MASCIANTONIO - Expert CETIM - Examinateur

Résumé

Cette thèse propose une méthode unifiée pour caractériser l’impact des fluides de coupe en usinage, en s’appuyant sur une approche tribologique pensée pour répondre aux besoins industriels. Elle repose sur une combinaison d’essais standards, d’essais représentatifs et de simulations numériques. Ces essais permettent d’évaluer les régimes de lubrification, la persistance des fluides au contact et l’usure des outils. Les essais sur standards sont réalisés sur un tribomètre block-on-ring, avec différents matériaux et des conditions d’essai contrôlées. Ils permettent de tracer les courbes de Stribeck et d’identifier les les régimes de lubrification de chacun des fluides de l’étude. Les essais représentatifs sont menés sur un tribomètre dédié, monté sur machine-outil, afin de simuler des conditions de contact plus proches de celles rencontrées en usinage, notamment en termes de pression et de vitesse relative. Cette configuration permet d’observer la capacité du fluide à pénétrer le contact, puis à s’y maintenir. Une validation expérimentale est ensuite réalisé à l’aide d’essais d’usinage, avec mesure de l’usure des plaquettes. L’ensemble des données obtenues est intégré dans un indicateur de performance tribologique, qui combine les paramètres d’usure, de persistance et de régimes de lubrification des fluides. Ce dernier permet de proposer un classement objectif des fluides testés. La méthode développée est conçue pour être adaptable à différentes configurations d’usinage et à diverses familles de fluides, avec des perspectives d’extension vers les huiles solubles, qui ne sont pas abordées dans ce manuscrit. Mots-clés: Tribologie, Fluides de coupe, Régime de lubrification, Persistance au contact.

Abstract

This thesis introduces a unified method for characterizing the impact of cutting fluids in machining, based on a tribological approach tailored to industrial needs. The methodology relies on a combination of standard tests, representative tests, and numerical simulations. These tests are used to assess lubrication regimes, fluid persistence at the contact interface, and tool wear. Standard tests are conducted using a block-on-ring tribometer, with various materials and controlled test conditions. They allow the plotting of Stribeck curves and the identification of lubrication regimes for each fluid studied. Representative tests are carried out on a dedicated tribometer mounted on a machine tool, in order to simulate contact conditions closer to those encountered in machining, particularly in terms of pressure and relative speed. This setup makes it possible to observe the fluid’s ability to enter the contact zone and then remain within it. Experimental validation is then performed through machining tests, with measurement of insert wear. All collected data are integrated into a tribological performance indicator, which combines wear, persistence, and lubrication regime parameters. This indicator provides an objective ranking of the tested fluids. The developed method is designed to be adaptable to various machining configurations and fluid families, with potential extensions toward soluble oils, which are not addressed in this manuscript. Keywords: Tribology, Cutting fluids, Lubrication regime, Contact persistence.