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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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Résistance à la corrosion7. Résistance à l’oxydation
Sous l’action conjuguée de l’oxygène de l’air et de la température, les molécules d’hydrocarbures et de fluides de synthèse s’oxydent, en se transformant en une série de produits oxygénés plus ou moins polymérisés, dont certains à fonction acide. Le phénomène évolue en fonction du temps selon la figure 17. À une phase d’induction, pendant laquelle le processus est lent, succède une phase d’évolution rapide correspondant à une oxydation sévère. Le phénomène est accéléré par la présence de catalyseurs : particules métalliques de fer, de cuivre, d’oxydes, etc.
L’oxydation a des conséquences très néfastes sur le lubrifiant lui-même et sur le circuit de graissage :
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augmentation de la viscosité ;
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noircissement de l’huile ;
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odeur âcre ;
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augmentation de l’acidité de l’huile (caractérisée par l’indice d’acide ou AN : Acid Number ) pouvant entraîner des corrosions de métaux réactifs (métaux cuivreux, alliages anti-friction, alliages de zinc, etc.) ;
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formation de dépôts (vernis polymériques d’oxydation) et de boues (sludges ).
Cependant, certains fluides de synthèse, polyglycols notamment, présentent des comportements fort différents de ceux des huiles minérales et produits assimilés (PAO, esters). En effet, sous l’action de l’oxydation, les polyglycols se dépolymérisent en produits plus fluides et plus volatils avec, pour conséquence, à la fois une diminution sensible de la viscosité de l’huile et une consommation importante d’huile sous l’effet de la volatilité des fractions légères.
Pour éviter ces phénomènes d’oxydation, il est important de limiter les températures d’huile, non seulement dans les carters, mais également dans les points les plus chauds des circuits. On admet généralement que, pour les huiles minérales, dans les limites des températures courantes d’emploi, la vitesse d’oxydation double tous les 10 oC.
Il est également important de réduire l’aération des huiles en service, d’éviter la contamination des lubrifiants par des particules métalliques (métaux, oxydes, etc.) qui joueraient le rôle de catalyseur...
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