Brevet FR3163985A1 — publié le 20260102

Joint (1) de piston d’étanchéité dynamique bidirectionnel pour une machine hydraulique (2) comprenant au moins trois pièces, une bague d’étanchéité (11), continue, d’une largeur axiale L, constitué d’un matériau élastique ayant un module d’élasticité EBE, une bague de compression (13) continue. La bague d’étanchéité comprend une gorge (113) d’une largeur axiale LG au moins égale à L/3, destinée à contenir une bague de glissement (14) constituée d’un matériau élastique ayant un module d’élasticité EBG. La bague de glissement a une surface de contact axialement discontinue d’une largeur axiale Lsg de contact au plus égale à LG/2 à pression nulle. Le module d’élasticité EBG est au moins égal à 3 fois le module d’élasticité EBE du matériau de la bague d’étanchéité (11). . Figure de l’abrégé : figure 1 Joint d’étanchéité de piston à la géométrie optimisée La présente invention a pour objet un joint de piston bidirectionnel d’étanchéité dynamique pour une machine hydraulique dont la pression d’usage du fluide sous pression est au moins égale à 150 bars. Les joints de piston d’étanchéité pour les machines où s’appliquent de forte pression comportent comme le montre le document US 4185843 notamment dans sa figure 4, une pluralité d’éléments. Chaque élément du joint a une fonction et un matériau particulier adapté à la fonction. Le joint vient prendre place dans une gorge présente dans la partie mâle de la machine qui se déplace dans une partie femelle dont le diamètre est légèrement plus grand que celui de la partie mâle et doit assurer l’étanchéité en mouvement de la liaison entre les 2 parties. Le joint doit également être déformable pour être montable. La gorge de la partie mâle n’est en effet généralement accessible au joint qu’en glissant en se déformant sur la partie mâle, le plus souvent pour éviter de compliquer le dessin de la machine. Un joint est « bidirectionnel » quand la pression exercée par le fluide de la machine hydraulique est susceptible de s’appliquer sur les deux extrémités axiales du joint. Pour un vérin, la partie mâle comprend au moins le piston et la tige du vérin et la partie femelle le corps du vérin. Pour les machines dont la pression de fonctionnement est faible, les joints de piston sont souvent de simples tores en un matériau élastomérique admettant une forte déformation élastique. Ils ont un diamètre intérieur, en un état non monté, inférieur au diamètre de la gorge de la partie mâle de la machine hydraulique et un diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur de la pièce femelle. Le matériau élastomérique permet la déformation du joint pour le monter dans la gorge de la partie mâle. Le diamètre intérieur du joint, en un état non monté, étant plus petit que le diamètre intérieur de la gorge de la partie mâle, le joint exerce, une fois monté, une pression sur la partie mâle qui assure l’étanchéité de la liaison entre le joint et la partie mâle. Une fois monté sur la partie mâle, les pièces mâle et femelle sont assemblées. Le joint étant d’un diamètre extérieur plus important que le diamètre intérieur de la partie femelle, en un état non monté, il applique une fois monté, une pression sur la paroi interne de la partie femelle, qui assure l’étanchéité de la liaison entre le joint et la partie femelle, finissant de rendre la liaison entre les parties mâle et femelle étanche. Quand on augmente la pression de travail de la machine hydraulique, il arrive un point où la pression dépasse la résistance à la déformation et au fluage du matériau élastomérique du joint qui peut s’insérer dans l’interstice entre la partie mâle et femelle, diminuant la pression entre le joint et la partie femelle parfois jusqu’à la perte d’étanchéité. Pour résoudre ce problème, des bagues d'appuis peuvent être ajoutées de part et d’autre du joint. Ces bagues d'appuis sont dans un matériau rigide comme du polyéther éther cétone ou du polyamide chargé, qui résistera mieux au fluage et à la déformation. Etant rigides, il est nécessaire que ces bagues soient circonférentiellement discontinues pour permettre leur montage. Les techniques pour obtenir cette discontinuité sont bien connues de l’homme de l’art. Une autre difficulté vient du contact mobile entre la partie radialement extérieure du joint et la partie femelle de la machine hydraulique. La partie radialement intérieure du joint est coincée dans la gorge de la partie mâle, le contact est statique et utiliser un élastomère ne pose pas de problème particulier. En revanche pour la partie mobile, les élastomères sont des matériaux très adhérents qui diminuent l’efficacité énergétique de la machine hydraulique. Ils se déforment et s’usent rapidement à ce niveau de pression. Pour des niveaux de pression élevés, il est donc courant d’intercaler entre la bague en élastomère et la partie femelle de la machine hydraulique une bague en polytétrafluoroéthylène ou PTFE, appartenant à la famille des per- ou polyfluoroalkylés ou PFAS, dont les propriétés de glissement sont excellentes. Ces matériaux ont néanmoins deux défauts importants ; ils sont très polluants, très peu dégradables, probablement cancérigènes et complexes à fabriquer car ces bagues d’étanchéité sont usinées et non moulées. Comme les bagues en PTFE ont tendance à se relaxer sous contrainte, on conserve radialement intérieurement à la bague en PTFE, une bague en élastomère qui fait l’étanchéité statique avec partie mâle de la machine hydraulique mais qui vient également compresser la bague en PTFE sur la partie femelle et permettre ainsi de contribuer à l’étanchéité de la machine dans le temps, l’étanchéité entre la bague en PFAS et la bague en élastomère étant désormais une étanchéité statique pour laquelle l’élastomère est particulièrement adapté. En raison de cette nouvelle fonction de compression d’une nouvelle bague – celle en PTFE - sur la partie femelle de la machine hydraulique, la bague d’élastomère est nommée ici bague de compression par pure convention, cette bague de compression assurant l’étanchéité statique entre le joint et la partie mâle. Pour diversifier les matériaux utilisables pour faire des joints d’étanchéité à haute pression, les inventeurs ont cherché à diminuer le frottement en utilisant une autre voie qu’un matériau dont le coefficient de frottement est particulièrement bas. Cet objectif a été atteint par Joint de piston bidirectionnel d’étanchéité dynamique d’une machine hydraulique dont la pression maximale d’usage du fluide sous pression est au moins égale à 150 bar, ayant un axe XX’ de révolution, comprenant au moins trois pièces, les dites au moins trois pièces étant : - une bague d’étanchéité, circonférentiellement continue, comprenant au moins une surface d’étanchéité sensiblement parallèle à l’axe XX’ destinée à entrer en contact avec une surface de la machine hydraulique et d’une largeur axiale L, et une surface d’effort radialement intérieure à la surface d’étanchéité de la bague d’étanchéité, la bague d’étanchéité étant constituée d’un matériau élastique ayant un module d’élasticité EBE à 20°C et 2% d’allongement, - une bague de compression circonférentiellement continue disposée intérieurement radialement à la bague d’étanchéité, la bague de compression étant constituée d’un matériau élastique ayant un module d’élasticité EBC à 20°C et 2% d’allongement, - la bague d’étanchéité comprenant une gorge dans la surface de contact, gorge d’une largeur axiale LG au moins égale à L/3, destinée à contenir une bague de glissement constituée d’un matériau élastique ayant un module d’élasticité EBG à 20°C et 2% d’allongement, - la bague de glissement ayant une surface de contact, dite surface de glissement, axialement discontinue par portions destinée à entrer en contact avec la surface de la machine hydraulique, la largeur axiale Lsg de contact égale à la somme des largeurs axiales des portions de la surface de contact de la bague de glissement étant au plus égale à LG/2, - le module d’élasticité EBG du matériau de la bague de glissement étant au moins égal à 3 fois le module d’élasticité EBE du matériau de la bague d’étanchéité. Les joints sont des objets à symétrie de révolution par rapport à un axe XX’. Ils sont aisément décrits dans un plan méridien contenant cet axe par une section qui pour les joints les plus simples est un disque et peut prendre différentes géométries pour des joints plus complexes. Ainsi les directions radiale, axiale et circonférentielle désignent respectivement les directions perpendiculaire à l’axe de symétrie de révolution du joint, parallèle à l’axe de symétrie de révolution du joint et perpendiculaire au plan méridien. La direction circonférentielle est tangente à la circonférence. Ainsi « une surface de contact est parallèle à l’axe XX’ », signifie que le segment de courbe ou de droite de la section du joint qui par révolution axiale permet de décrire la surface de contact, est parallèle à l’axe XX’. Dans ce document, les expressions «radialement intérieur», respectivement «radialement extérieur» signifient «plus proche », respectivement «plus éloigné de l’axe de révolution du joint ». Par «axialement intérieur», respectivement «axialement extérieur», on entend «plus proche», respectivement «plus éloigné du plan équatorial du joint», le plan équatorial du joint étant le plan passant par le milieu de la surface de contact glissant avec la pièce femelle de la machine et perpendiculaire à l’axe de révolution. L’invention consiste à réduire les efforts de frottement lors de l’utilisation de matériaux recyclables et moins polluants que le PTFE, comme des élastomères ou thermoplastique élastomères (TPE). Conformément à l’art antérieur, le joint d'étanchéité comprend une bague de compression et possiblement des bagues d'appuis avec les matériaux connus de l’état de l’art. Conformément à l’état de l’art, la bague de compression est radialement intérieure à la bague d’étanchéité et ses dimensions telles que son diamètre intérieur et son diamètre extérieur, ont des valeurs cohérentes avec les fonctions de la bague de compression. Le diamètre intérieur de la bague de compression a une valeur de manière à exercer, une fois le joint monté dans la machine hydraulique, une force radiale centripète pour exercer sur la partie mâle de la machine hydraulique une pression propre à garantir l’étanchéité statique entre la bague de compression et la partie mâle de la machine hydraulique. Le diamètre extérieur de la bague de compression a une valeur de manière à exercer, une fois le joint monté dans la machine hydraulique, une force radiale centrifuge sur la surface d’effort radialement intérieure de la bague d’étanchéité de manière à maintenir la surface d’étanchéité de la bague d’étanchéité en contact avec la surface de la partie femelle de la machine hydraulique. Pour la bague d’étanchéité les inventeurs ont cherché à utiliser des polymères plus rigides que ceux de la bague de compression et avec un coefficient de frottement plus faible. Utiliser des élastomères chargés au graphite ou du polyuréthane, qui a un coefficient de frottement significativement plus faible que d’autres élastomères utilisés pour les bagues de compression, d’environ 30%, améliore la situation mais pas suffisamment. Revenant à la physique du contact pour diminuer l’effort de frottement, il convient de diminuer la surface de contact du joint. Pour cela il est possible de diminuer la largeur axiale de la bague d’étanchéité mais cette solution aboutit à des joints dont l’inertie de section en cisaillement est insuffisante et ont de ce fait, des formes instables amenant une défaillance du joint. Les inventeurs ont alors pensé à diminuer la largeur de la surface de contact, ou surface d’étanchéité, du joint d’étanchéité en conservant la forme du joint souvent rectangulaire (rectangle dont la longueur est sa dimension axiale), en utilisant une surface d’étanchéité comportant des creux circonférentiels destinés à ne pas venir au contact de la partie femelle de la machine hydraulique. Cependant cette solution n’est pas fonctionnelle car les matériaux aptes à faire des bagues d’étanchéité à la fois montables et donc déformables, avec des coefficient de frottement adéquates, sont trop déformables de sorte que les creux réalisés dans la bague d’étanchéité s’effondrent à haute pression. La bague d’étanchéité se déforme de telle sorte que le gain de surface de contact égal à 60% à faible pression, inférieure à 10 bars, diminue linéairement à moins de 8% vers 120 bars et diminue encore au-delà. Les inventeurs ont eu alors l’idée de réduire la surface d’étanchéité de la bague d’étanchéité grâce à une bague de glissement disposée dans une gorge de largeur axiale LG, préférentiellement de manière symétrique par rapport au plan équateur du joint pour un comportement également performant dans les 2 sens de déplacement relatif des pièces mâle et femelle de la machine hydraulique. La largeur axiale LG de la gorge de la bague d’étanchéité, doit être suffisamment large par rapport à la largeur axiale L de la surface d’étanchéité de la bague d’étanchéité pour avoir une influence sur le coefficient de frottement, donc doit être au moins égale au tiers de la largeur axiale L. La bague de glissement a une surface de contact discontinue pour réduire la surface de contact, par exemple avec des rainures, sillons… et avec la largeur axiale Lsg de contact égale à la somme des largeurs axiales des portions en contact de la surface de contact, au plus égale à LG/2 pour avoir une certaine efficacité dans la réduction du coefficient de frottement. Les mesures de Lsg seront prises sur une géométrie du joint non monté et soumis à une pression correspondant au poids du joint. Une telle mesure peut être faite en encrant le joint et en le déposant sur une feuille de papier pour mesurer la somme des largeurs maximales des traces d’encre laissées sur le papier. L’homme de l’art saura mesurer cette valeur. Pour éviter que la surface de contact de la bague de glissement n’augmente trop pour les hautes pressions, le matériau constituant la bague de glissement doit être significativement plus rigide que celui de la bague d’étanchéité, au moins 3 fois plus. Pour éviter les problèmes de montage, le matériau le moins rigide de la bague de glissement et de la bague d’étanchéité doit constituer la bague dont la section a le plus grand moment d’inertie. Cette technique de diminution de la surface d’étanchéité par l’utilisation de matériaux différents avec une bague d’étanchéité et une bague de glissement, peut permettre d’améliorer la montabilité du joint et son efficacité au niveau de l’énergie dissipée sous forme de chaleur au niveau du joint, ce qui est un avantage en soit mais il constitue une solution préférée pour supprimer les bagues en PTFE dans les joints de piston bidirectionnels d’étanchéité dynamique pour une machine hydraulique à haute pression. Ainsi préférentiellement le taux de per- et polyfluoroalkylés dans les matériaux de toutes les parties du joint mesuré par résonance magnétique nucléaire (RMN), est inférieur à 0.1%, de préférence égal à 0. La surface d’étanchéité de la bague d’étanchéité est sensiblement parallèle à l’axe XX’ destinée à entrer en contact avec une surface de la machine hydraulique. A savoir que les points de la surface d’étanchéité seront en contact avec la surface de la partie femelle de la machine hydraulique une fois la machine mise sous la pression d’usage même si les points de la surface d’étanchéité ne sont pas strictement parallèles à l’axe XX’ mais sensiblement parallèle en l’état du joint non monté. Pour une meilleure diminution de la surface de contact du joint sur toute la largeur axiale L de la surface d’étanchéité, (LG-Lsg) est au moins égale à L/3, de préférence au moins égale à L/2, ce qui permet une diminution du frottement d’au moins un tiers, préférentiellement d’au moins un demi. Une solution préférée est telle que la surface de glissement de la bague de glissement soit constituée par au moins 3 protubérances, deux protubérances d’extrémité disposées à chaque extrémité axiale de la bague de glissement, à une distance axiale inférieure à 20% de la largeur axiale LG de la gorge de la bague d’étanchéité de l’extrémité axiale considérée, et au moins une protubérance centrale disposée entre les deux protubérances d’extrémité à une distance axiale inférieure à 20% de la largeur axiale LG, du milieu des deux protubérances d’extrémité. Il est possible d’imaginer une multitude de disposition pour la surface de contact de la bague de glissement, elles sont toutes incluses dans l’invention. L’intérêt d’une disposition avec 3 points de contacts dus à des protubérances, deux à proximité des parois de la gorge de la bague d’étanchéité est de minimiser les contraintes à cet endroit porteur d’une discontinuité qui pourrait se détériorer plus vite que le reste de la surface d’étanchéité. Le 3e point permet d’éviter une déformation intempestive de la bague de glissement en son centre. Préférentiellement selon la rigidité du matériau constituant la bague de glissement , la hauteur radiale des protubérances est au moins égale à 5 % et au plus égale à 50% de l’épaisseur radiale de la bague de glissement. Par épaisseur radiale de la bague de glissement, on entend, dans un plan méridien pour une section de la bague de glissement, la distance radiale du point le plus radialement extérieur au point le plus radialement intérieur de cette section. La hauteur radiale des protubérances est mesurée depuis le point le plus radialement extérieur de la protubérance considérée au point le plus radialement intérieur de la surface extérieure la plus radialement extérieure de la bague de glissement axialement entre les deux protubérances d’extrémité. La forme rectangulaire offrant une bonne tenue à la déformation en raison de sa grande inertie, il est préféré que la gorge de la bague d’étanchéité soit de section rectangulaire, de plus grande longueur LG et dont la profondeur radiale est au plus égale à LG/3. Préférentiellement la bague de glissement a la même largeur axiale que la gorge de la bague d’étanchéité. La bague de glissement s’ajuste ainsi parfaitement dans la gorge de la bague d’étanchéité, la bague d’étanchéité participant ainsi à la stabilité en cisaillement de la bague de glissement et la bague de glissement participant à la stabilité en cisaillement de la bague d’étanchéité. Une solution préférée est que le module d’élasticité EBE à 20°C et 2% d’allongement de la bague d’étanchéité, soit compris entre 10 et 200 MPa. Le module d’élasticité est le module sécant mesuré selon la norme ISO 37. La bague d’étanchéité est ainsi préférentiellement en thermoplastique élastomère (TPE) tel que le thermoplastique polyurethane (TPU) ou thermoplastique co-polyester (TPC). Une solution préférée est qu’au moins une bague d’appuis circonférentiellement discontinue, est disposée axialement contre la bague d’étanchéité, chaque bague d’appuis étant constituée d’un matériau élastique ayant un module d’élasticité EBA à 20°C et 2% d’allongement, compris entre 500 et 5000 MPa. Préférentiellement une bague d'appuis est disposée axialement contre la bague d’étanchéité de part et d’autre du plan médian de la bague d’étanchéité. Le module d’élasticité est le module sécant mesuré selon la norme ASTM D638. Les bagues d'appuis sont ainsi préférentiellement en polyamide chargé ou non (PA), polyariléthercétone (PAEK) comme le polyétheréthercétone (PEEK) vierge ou chargé, polyacétals comme le polyoxyméthylène (POM) chargé ou non, sulfure de polyphénylène (PPS) chargé ou non. Les bagues d'appuis étant circonférentiellement discontinues, leur matériau peut être très rigide sans gêner leur montabilité. Compte tenu de leurs fonctions et leurs discontinuités circonférentielles, il est pertinent que le matériau constituant la bague d’appui soit plus rigide que les matériaux des bagues d’étanchéité et de compression (EBC Une solution préférée est que le module d’élasticité EBC à 20°C et 2% d’allongement de la bague de compression soit compris entre 5 et 50 MPa. Le module d’élasticité est le module sécant mesuré selon la norme ISO 37. La bague de compression est ainsi préférentiellement en copolymère butadiène-acrylonitrile (NBR) ou copolymère butadiène-acrylonitrile hydrogénés (HNBR). Compte tenu de ses fonctions et de ses dimensions, la bague de compression est la plus déformée lors du montage, il est donc pertinent que le matériau constituant la bague de compression soit le moins rigide de tous les autres matériaux (EBC Une solution préférée est que le module d’élasticité EBG à 20°C et 2% d’allongement de la bague de glissement (14) soit compris entre 500 et 3500 MPa. Le module d’élasticité est le module sécant mesuré selon la norme ASTM D638. La bague de glissement est ainsi préférentiellement en polyamide chargé ou non (PA), polyariléthercétone (PAEK) comme le polyétheréthercétone (PEEK) vierge ou chargé, polyacétals comme le polyoxyméthylène (POM) chargé ou non, sulfure de polyphénylène (PPS) chargé ou non. Les modules sécants étant une des données de base des matériaux, l’homme de l’art saura prendre la norme de mesure correspondant au type de matériau choisi. Préférentiellement la bague de glissement est circonférentiellement continue, elle joue ainsi un rôle dans l’étanchéité. Dans ce cas préférentiellement, il est pertinent que le matériau constituant la bague de glissement soit moins rigide que le matériau des bagues d'appuis (EBG Préférentiellement la bague de glissement est circonférentiellement discontinue, elle est ainsi plus facilement montée sur la pièce mâle de la machine hydraulique. L’étendue de l’invention comprend les machines hydrauliques comprenant au moins un joint décrit ci-avant. Les caractéristiques de l’invention sont illustrées par les figures 1 et 2 schématiques et non représentées à l’échelle, en référence à un joint de piston d'étanchéité selon l’invention inséré dans une machine hydraulique. La FIG. 1 représente une section d’un joint selon l’invention en position dans une machine hydraulique, comprenant le joint de piston bidirectionnel (1) d’étanchéité dynamique pour une machine hydraulique (2), comprenant une partie femelle (21) et une partie mâle (22) qui lors de l’utilisation de la machine se déplacent l’une par rapport à l’autre selon l’axe XX’ sous l’effet d’un fluide sous pression, dont la pression maximale est au moins égale à 150 bar dans des cavités non représentées ici. Le joint est positionné dans une gorge (221) de la partie mâle (22). L’axe XX’ est également de révolution du joint d'étanchéité (1) qui comprend cinq pièces, : - une bague d’étanchéité (11), circonférentiellement continue, comprenant au moins une surface d’étanchéité (111) parallèle à l’axe XX’ destiné à entrer en contact avec une surface de la machine hydraulique, sa partie femelle (21) et d’une largeur axiale L, et une surface d’effort radialement (112) intérieure à sa surface d’étanchéité (111). La bague d’étanchéité comprend une gorge (113), ici de section rectangulaire, dans la surface de contact, gorge (113) de la bague d’étanchéité (11) d’une largeur axiale LG. - deux bagues d’appuis (12) circonférentiellement discontinues, disposées axialement de part et d’autre de la bague d’étanchéité (11), - une bague de compression (13) circonférentiellement continue disposée intérieurement radialement à la bague d’étanchéité de manière à exercer une force radiale centrifuge sur la surface d’effort (112) de la bague d’étanchéité (11) de manière à maintenir la surface d’étanchéité (111) de la bague d’étanchéité (11) en contact avec la surface de la machine hydraulique (2), et dont le diamètre intérieur est inférieur en un état non monté, au diamètre intérieur de la gorge (221) de la partie mâle (22) de la machine hydraulique pour assurer l’étanchéité entre la bague de compression (13) et la partie mâle (22) de la machine hydraulique via la surface d’étanchéité (131) de la bague de compression (13), - une bague de glissement (14) est positionnée dans la gorge (113) de la bague d’étanchéité (11). La bague de glissement ayant une surface de contact, dite surface de glissement, en contact avec la surface de la partie femelle (21) de la machine hydraulique (2), axialement discontinue avec 3 protubérances(141), une centrale et deux aux extrémités axiales de la bague de glissement (14). La hauteur radiale des protubérances mesurée depuis le point le plus radialement extérieur de la protubérance centrale au point le plus radialement intérieur entre les deux protubérances d’extrémité, est ici de l’ordre de 15% de la hauteur radiale de la bague de glissement (14). La FIG. 2 correspond à l’invention selon son mode le plus simple avec 3 pièces : une bague d’étanchéité, une bague de compression et une bague de glissement. L’invention a été réalisée pour un joint bidirectionnel d’étanchéité dynamique pour un verin hydraulique d’un excavateur, dont la pression en usage usuel est de l’ordre de 200 bars avec des pics de pression de 800 bars. Le joint selon l’état de l’art est un joint en PFAS dont la fabrication et l’utilisation sont polluantes donc à éviter. Le module d’élasticité du PFAS à 20°C et 2% d’allongement de la bague de glissement (14) est égal à 600MPa. Il est de section rectangulaire de largeur axiale égale à 6mm et de hauteur radiale 2.5mm. Le joint selon l’état de l’art comprend une bague de compression en copolymère butadiène-acrylonitrile (NBR) de diamètre intérieur 64mm à l’état non monté, destiné à être inséré dans une gorge de la partie mâle de la machine hydraulique d’un diamètre intérieur égal à 65 mm. Le module d’élasticité EBC à 20°C et 2% d’allongement de la bague de compression est égal à 10MPa. Le joint selon l’état de l’art comprend également 2 bagues d'appuis en polyamide (PA) chargé , avec un module d’élasticité EBC à 20°C et 2% d’allongement égal à 3000MPa. Les bagues d'appuis sont circonférentiellement discontinues. Les inventeurs ont d’abord essayé de changer la bague d’étanchéité en PFAS par une bague de même dimension (6mm) en thermoplastique polyuréthane avec un module d’élasticité EBE à 20°C et 2% d’allongement égal à 100MPa. (essai1) L’augmentation de la force de frottement entre les parties mâle et femelle de la machine hydraulique a été multiplié par un facteur 10, ce qui n’est pas optimal, cette solution ayant toutefois l’avantage d’être moins polluante que la solution selon l’état de l’art. Les inventeurs ont ensuite essayé de diminuer les forces de frottement entre les parties mâle et femelle de la machine hydraulique en diminuant la surface de contact de 65% entre la partie femelle et la bague d’étanchéité en thermoplastique polyurethane en créant des protubérances à la surface de contact de la bague d’étanchéité (essai 2). Pour une pression inférieure à 5 bar, les forces de frottement sont inférieures à 0.35 fois celles de l’essai 1 mais ces forces de frottement augmentent linéairement avec la pression pour atteindre 0.93 de celui de l’essai 1 à 120 bars et 95% à la valeur de pression d’utilisation de la machine hydraulique. Les inventeurs ont ensuite réalisé l’invention en remplaçant la bague d’étanchéité de l’essai 1 par une bague d’étanchéité du même matériau (en thermoplastique polyurethane avec un module d’élasticité EBE à 20°C et 2% d’allongement égal à 100MPa) dans laquelle se trouve une gorge rectangulaire centrée dans la surface de contact de la bague d’étanchéité, d’une largeur axiale de 0.6*L et d’une profondeur radiale de 1 mm. Dans cette gorge de la bague d’étanchéité, ils ont placé une bague de glissement de même dimension mais dont la surface de contact se réduit à 3 protubérances, deux aux extrémités axiales de la bague de glissement et une au centre, pour une surface de contact sans pression réduite à 25% de la largeur axiale de la bague de glissement. La bague de glissement est circonférentiellement continue en raison de la relative souplesse de son matériau et de sa faible inertie de section qui lui permettent d’être montée sans être circonférentiellement discontinue. Cette solution est toujours beaucoup plus performante que l’essai 1 quelle que soit la pression. Elle est moins performante que l’essai 2 jusqu’à une pression de 20 bars environ, preuve que cette solution n’est pas évidente mais la performance évolue linéairement avec la pression selon une pente beaucoup plus faible que pour l’essai 2, de sorte que sur les plages d’usage des machines hydrauliques à haute pression, elle permet un gain de performance de glissement entre 50% autour de 200 bars à 40% autour de 500 bars. Ainsi l’invention permet par rapport à l’état de l’art, de ne plus utiliser de PFAS tout en optimisant l’efficacité énergétique du joint. Joint de piston bidirectionnel (1) d’étanchéité dynamique d’une machine hydraulique (2) dont la pression maximale d’usage du fluide sous pression est au moins égale à 150 bar, ayant un axe XX’ de révolution, comprenant au moins trois pièces, les dites au moins trois pièces étant : - une bague d’étanchéité (11), circonférentiellement continue, comprenant au moins une surface d’étanchéité (111) sensiblement parallèle à l’axe XX’ destinée à entrer en contact avec une surface de la machine hydraulique et d’une largeur axiale L, et une surface d’effort (112) radialement intérieure à la surface d’étanchéité (111) de la bague d’étanchéité (11), la bague d’étanchéité étant constituée d’un matériau élastique ayant un module d’élasticité EBE à 20°C et 2% d’allongement, - une bague de compression (13) circonférentiellement continue disposée intérieurement radialement à la bague d’étanchéité, la bague de compression étant constituée d’un matériau élastique ayant un module d’élasticité EBC à 20°C et 2% d’allongement, - Caractérisé en ce que la bague d’étanchéité comprend une gorge (113) dans la surface de contact, gorge d’une largeur axiale LG au moins égale à L/3, destinée à contenir une bague de glissement (14) constituée d’un matériau élastique ayant un module d’élasticité EBG à 20°C et 2% d’allongement, - en ce que la bague de glissement a une surface de contact, dite surface de glissement, axialement discontinue par portions destinée à entrer en contact avec la surface de la machine hydraulique (2), la largeur axiale Lsg de contact égale à la somme des largeurs axiales des portions de la surface de contact de la bague de glissement étant au plus égale à LG/2, - et en ce que le module d’élasticité EBG du matériau de la bague de glissement (14) est au moins égal à 3 fois le module d’élasticité EBE du matériau de la bague d’étanchéité (11). Joint (1) d’étanchéité selon la revendication 1 dans lequel le taux de per- et polyfluoroalkylés dans les matériaux de toutes les parties (11, 12,, 13, 14) du joint (1), est inférieur à 0.1%, de préférence égal à 0. Joint (1) d’étanchéité selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2 dans laquelle (LG-Lsg) est au moins égale à L/3, de préférence au moins égale à L/2. Joint (1) d’étanchéité selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la surface de glissement de la bague de glissement (14) est constituée par au moins 3 protubérances (141), deux protubérances d’extrémité disposées à chaque extrémité axiale de la bague de glissement (14), à une distance axiale inférieure à 20% de la largeur axiale LG de la gorge (113) de la bague d’étanchéité (11) de l’extrémité axiale considérée, et une au moins une protubérance centrale (141) disposée entre les deux protubérances (141) d’extrémité, à une distance axiale inférieure à 20% de la largeur axiale LG, du milieu des deux protubérances (141) d’extrémité. Joint (1) d’étanchéité selon la revendication 4 dans lequel la hauteur radiale des protubérances, est au moins égale à 5 % et au plus égale à 50% de l’épaisseur radiale de la bague de glissement (14). Joint (1) d’étanchéité selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la gorge (113) de la bague d’étanchéité (11) est de section rectangulaire, de longueur LG et dont la profondeur radiale est au plus égale à LG/3. Joint (1) d’étanchéité selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la bague de glissement (14) a la même largeur axiale que la gorge (113) de la bague d’étanchéité (11). Joint (1) d’étanchéité selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel au moins une bague d’appuis (12) circonférentiellement discontinue, est disposée axialement contre la bague d’étanchéité, chaque bague d’appuis étant constituée d’un matériau élastique ayant un module d’élasticité EBA à 20°C et 2% d’allongement, compris entre 500 et 5000 MPa. Joint (1) d’étanchéité selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le module d’élasticité EBE à 20°C et 2% d’allongement de la bague d’étanchéité (11) est compris entre 10 et 200 MPa. Joint (1) d’étanchéité selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le module d’élasticité EBC à 20°C et 2% d’allongement de la bague de compression (13) est compris entre 5 et 50 MPa. Joint (1) d’étanchéité selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le module d’élasticité EBG à 20°C et 2% d’allongement de la bague de glissement (14) est compris entre 500 et 3500 MPa. Joint (1) d’étanchéité selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la bague de glissement est circonférentiellement continue. Joint (1) d’étanchéité selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel la bague de glissement est circonférentiellement discontinue. Machine hydraulique (2) comprenant au moins un joint (1) selon les revendications précédentes.