Présentation
Auteur(s)
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Jean AYEL : Ingénieur de l’École nationale supérieure des arts et industries de Strasbourg et de l’École nationale supérieure du pétrole et des moteurs - Docteur-Ingénieur - Responsable du cycle Applications des produits pétroliers et énergétiques à l’École nationale supérieure du pétrole et des moteurs
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Lire l’articleINTRODUCTION
Historiquement, l’usage des lubrifiants, sous forme de graisses animales, d’huiles végétales, de bitumes, d’argiles mouillées, etc. remonte à la plus haute antiquité ; mais cette pratique, alors très empirique, ne s’est affirmée réellement en tant que véritable science que depuis le début de notre siècle.
S’il est permis de dire que le formidable essor de l’industrie, depuis le début de ce siècle jusqu’à nos jours, est incontestablement lié aux constants progrès réalisés dans les domaines de la mécanique et de la métallurgie, il convient de préciser qu’il est aussi à mettre à l’actif et, dans une très large mesure, à l’emploi de lubrifiants et aux remarquables améliorations apportées à ceux-ci pour augmenter leurs caractéristiques rhéologiques, et pour accroître leur résistance aux diverses agressions chimiques et thermiques engendrées par la « sévérisation » des conditions d’utilisation des mécanismes.
Cette sévérisation ; qui n’a cessé de s’amplifier au cours des dernières décennies doit, au vu des prévisions des spécialistes, s’accroître encore, et de façon drastique, d’ici la fin du siècle, du fait de la tendance à la miniaturisation des mécanismes et de l’augmentation des puissances transmises (notamment dans le domaine de l’automobile) avec, pour résultante et quel que soit le domaine d’application visé, une augmentation généralisée des températures de fonctionnement.
Dans ce contexte, la mise au point d’un nouveau lubrifiant, pour une application donnée, relève de plus en plus du tour de force technique et requiert de la part du formulateur des connaissances encore plus étendues :
sur les caractéristiques des huiles dites « de base » mises à sa disposition par l’industrie du raffinage du pétrole et/ou par l’industrie chimique ;
sur les performances des additifs élémentaires et des interactions - parfois néfastes - auxquelles ils peuvent conduire une fois assemblés ;
des moyens d’évaluation et de contrôle physico-chimiques et mécaniques des performances lubrifiantes du produit préparé,
à savoir un vaste ensemble de connaissances indispensables à la confection d’un lubrifiant de qualité sans laquelle l’organe mécanique à lubrifier - aussi sophistiqué et performant soit-il au sens mécanique du terme - ne pourrait fonctionner de façon durable et fiable, le lubrifiant étant devenu petit à petit un produit de très haute technologie, avec parfois même une connotation stratégique comme dans le cas de certaines applications militaires.
Un lubrifiant - du latin «lubricus», à savoir glissant - est un produit qui, interposé entre les surfaces frottantes d’un mécanisme, en facilite le fonctionnement. Cette définition, à vrai dire très macroscopique, recouvre en fait tout un ensemble de fonctions principales souvent méconnues dont les principales sont les suivantes :
réduire les frottements dans les machines et par conséquent économiser l’énergie. L’énergie de frottement étant intégralement dissipée en chaleur, la réduction du coefficient de frottement entraîne la diminution des températures de fonctionnement des mécanismes ;
combattre l’usure des machines sous toutes ses formes : usure adhésive et grippage, par fatigue de contact, corrosion de contact (fretting corrosion en anglais) ;
protéger les organes contre les corrosions humide et acide ;
participer au refroidissement des machines. Étant en contact intime avec les organes, souvent très chauds, le lubrifiant contribue d’une façon très active à leur refroidissement et à l’évacuation de calories s’il circule, et s’il peut céder sa chaleur au milieu extérieur ;
contribuer à l’étanchéité aux gaz, aux liquides et aux contaminants solides. Par exemple, dans le cas des moteurs à essence ou diesels, le lubrifiant permet d’améliorer l’étanchéité des segments et des joints, de même que la graisse empêche la contamination des roulements par les fuites et les poussières ;
garder propres les surfaces et les circuits en neutralisant ou en évacuant les produits indésirables : suies de combustion dans les moteurs à combustion interne, poussières, débris d’usure, produits de dégradation thermique ou chimique du lubrifiant (vernis, boues, carbone, etc.), eau, du fait d’une activité dispersante ou solubilisante, d’une activité détergente et d’une aptitude à favoriser l’élimination des contaminants par filtration ou autre séparation physique (décantation, désémulsion, etc.) et purge ;
transmettre l’énergie dans les systèmes hydrauliques ;
absorber les chocs et réduire le bruit ;
permettre la mise en route de l’organe à lubrifier à toutes températures ;
assurer des fonctions passives diverses telles que résistance au feu, au moussage, à l’aération, aux bactéries, algues et mycènes, neutralité vis-à-vis des élastomères, des plastiques et des peintures.
Bref, tout un ensemble de propriétés permettant d’accroître la longévité et la fiabilité des mécanismes.
En France, en 1994, les lubrifiants et additifs de lubrification ont été distribués par environ 160 sociétés appartenant au CPL (Centre professionnel des lubrifiants) et regroupant :
9 fabricants et distributeurs membres de la Chambre syndicale de la distribution des produits pétroliers, section lubrifiants (CSDPP),
122 fabricants et distributeurs adhérents de la Chambre syndicale nationale de l’industrie des lubrifiants (CSNIL),
environ 15 autres distributeurs et producteurs n’appartenant pas à la CSNIL,
12 fabricants et importateurs d’additifs de lubrification dont 8 qui possèdent une ou plusieurs unités de production en France.
Il est à noter que deux sociétés, également membres de la CSNIL produisant ou étant susceptibles de produire des huiles de base régénérées, adhèrent à la Chambre syndicale du raffinage (CSRR).
L’étude sur les lubrifiants est découpée en trois articles :
les propriétés et caractéristiques des lubrifiants,
la constitution des lubrifiants,
les principales applications des lubrifiants.
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