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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
Un lubrifiant se qualifie pour une application déterminée par les propriétés requises pour cet emploi. Ces propriétés sont consignées dans un cahier des charges, une norme ou une spécification. Certaines sont reprises, sous forme résumée, dans les fiches techniques destinées aux utilisateurs. Celles-ci ne donnent jamais la composition des produits. Dans certains cas, il est signalé la présence dans la formule de constituants valorisants ou originaux (bases de synthèse, bases hydrotraitées à très haut VI, nouveaux additifs, etc.) permettant de mieux promouvoir le produit, mais l’indication reste toujours assez vague quant à la nature exacte des composants et en aucun cas ne renseigne sur leurs concentrations.
Les propriétés se classent en deux groupes : les caractéristiques d’identification et d’utilisation et les caractéristiques de performances.
Les caractéristiques d’identification (masse volumique, indice de réfraction, point d’écoulement, etc.) et d’utilisation sont des propriétés physiques et/ou chimiques, habituellement désignées « propriétés physico-chimiques », évaluées par des essais simples de laboratoires. Certaines de ces caractéristiques sont véritablement des propriétés fonctionnelles (caractéristiques d’utilisation) ; c’est le cas, par exemple, de la compressibilité ou de la viscosité dynamique.
Les caractéristiques de performances physico-chimiques, mécaniques ou complexes sont évaluées par des essais effectués au laboratoire, en cellule sur bancs d’essai ou en service réel.
Ne seront décrites dans cet article que les propriétés et les caractéristiques les plus utilisées aussi bien pour les lubrifiants liquides que pour les graisses. La liste complète de toutes les méthodes d’essais et d’analyses est donnée dans la documentation en fin d’étude avec les équivalences entre les différents organismes de normalisation nationaux et internationaux.
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9. Résistance à l’hydrolyse
Certains constituants des huiles lubrifiantes possédant une fonction ester peuvent s’hydrolyser en présence d’eau (réaction inverse de l’estérification) selon la réaction réversible :
Les acides ainsi formés entraînent une corrosion des métaux réactifs et plus particulièrement des métaux cuivreux.
Les produits hydrolysables sont principalement les esters (diesters, esters de néopolyols, esters phosphoriques, etc.) et certains additifs comme les dithiophosphates de zinc, très largement utilisés pour améliorer les propriétés anti-usure des fluides hydrauliques (HM et HV). Dans ce dernier cas, l’hydroyyse s’accompagne d’une perte d’efficacité de ces additifs et de la formation de dépôts susceptibles de colmater les filtres.
Pour lutter contre ce phénomène, on sélectionne les bases et les additifs les moins sensibles à l’hydrolyse et, dans le cas des fluides hydrauliques anti-usure, on introduit dans la formule d’huile une petite quantité d’additifs détergents calciques très alcalins pour neutraliser les produits acides d’hydrolyse et même inhiber la réaction chimique d’hydrolyse. De tels fluides sont dits à zinc stabilisé (ZS) ou à dithiophosphate de zinc stabilisé (DS). Pour vérifier cette propriété, on utilise un test spécifique s’effectuant dans une bouteille résistant à la pression ( Coca-Cola ) contenant un mélange de 75 % d’huile et de 25 % d’eau dans laquelle on introduit une plaque de cuivre. La bouteille est mise en rotation lente perpendiculairement à son axe de symétrie pendant 48 h à 93 oC (ASTM D 2619). À l’issue de l’essai, on note la perte de masse du cuivre, ainsi que l’augmentation de l’acidité de la phase aqueuse. Ce test est pratiqué sur les fluides hydrauliques anti-usure ainsi que sur certaines huiles de transmission mais jamais sur les huiles moteurs qui, bien que contenant des dithiophosphates de zinc, sont protégées contre le risque d’hydrolyse par l’importante réserve d’alcalinité assurée par la présence...
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