La méthodologie multi-échelle proposée associe un modèle Éléments Finis macroscopique du système et plusieurs modèles micro qui considèrent l’interface de contact réelle et ses aspects thermique et mécanique ainsi que son usure.
A l’échelle microscopique, la modélisation du contact a été faite en se basant sur des approches semi-analytiques qui considèrent l’aire de contact réelle pour une topographie donnée. Les aspects thermique et mécanique sont tous les deux considérés et le problème est résolu avec des techniques d’optimisation sous contraintes. Le cas d’un matériau à gradient de propriétés normal à la surface a été aussi considéré, qui est souvent rencontré dans le cas de sollicitations thermiques sévères L’usure est modélisée par la loi d’Archard. Á partir de ces calculs, l’évolution de plusieurs paramètres physiques a été étudiée, tels que la raideur de contact, l’aire de contact réelle, la conductance thermique, la distribution de chaleur, la température de surface, etc.
Ensuite, ces grandeurs ont été intégrées dans un modèle macroscopique en utilisant une stratégie d’enrichissement qui conserve la planéité des surfaces de contact tout en considérant l’effet de la rugosité et de son évolution. Avec cette technique, la complexité des phénomènes de contact est traduite par des paramètres/lois de contact homogénéisés qui sont intégrés dans le modèle macroscopique. L’avantage de cette méthode est la réduction considérable du temps de calcul en comparaison à des calculs Éléments Finis complets, tout en accédant à des informations locales précieuses.
