Lors du dimensionnement d'un système de freinage, la géométrie de la garniture est modélisée classiquement avec une surface de contact plane. Hors dans la réalité la surface des garnitures des plaquettes présente une morphologie fortement hétérogène et stochastique. Cette hétérogénéité provient, directement de la constitution et du mode de fabrication de ces dernières. De plus, en service, les garnitures de freins s'usent. Les mécanismes d'usures sont complexes et ne seront pas abordés dans cette étude. Il en résulte une modification continue de la surface de la plaquette tout au long de sa vie en service.

L'objectif de ce travail était de mettre en place une méthode de caractérisation de l'état de surface des plaquettes de frein. Cette méthode doit permettre de caractériser, la morphologie d'une part à grande échelle (l'échelle de la plaquette) et d'autre part à plus petite échelle (l'échelle de la rugosité).

Pour notre étude nous avions à disposition trois jeux de quatre plaquettes utilisées dans le système de freinage du train de roues de devant d'un véhicule. Un premier jeu constitué de plaquettes neuves. Les deux autres jeux sont issus de tests réalisés chez Hyundai Motors. La procédure est inspirée du test standardisé SAE J2521 (Disc and Drum Brake Dynamometer Squeal Noise Test Procedure). Le nombre de freinage est de 400 pour le premier jeu de plaquettes et de 2600 pour le second.

Pour la morphologie à grande échelle, nous avons utilisé un système optique à variation de focus (InfiniteFocus, Alicona™) en utilisant un faible grossissement. Cet appareil nous a permis de mesurer la morphologie sur une grande surface : typiquement, une demi plaquette (29 cm²). Cette surface est reconstruite par assemblage d'images avec chevauchement. Cette méthode de reconstruction d'image est appelée "stitching".

Pour la rugosité à petite échelle, nous avons effectué les mesures sur un interféromètre en lumière blanche (NewView7300, Zygo ™). Un grossissement 5 fois plus important est utilisé. Sur chaque demie-plaquette nous avons mesuré neufs zones de 5x5 mm² constituées chacune de 30X22 images individuelles se chevauchant (méthode de "stiching"). Les surfaces ont été choisies pour quadriller d'une façon homogène la plaquette.

Les mesures des morphologies réalisées par variation de focus nous ont permis d'accéder aux profils des garnitures des plaquettes de frein. Ces mesures ont également mis en évidence différentes zones morphologiques sur la surface d'une même plaquette.

En interférométrie les mesures ont été traités avec le logiciel MesRug. Cette analyse multi-échelle a permis de classer les différentes zones de la plaquette et de ressortir le paramètre de rugosité (norme ISO 25178) caractéristique.