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
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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Caractéristiques superficielles3. Caractéristiques rhéologiques
3.1 Viscosité
Se reporter à l’article Viscosité [R 2 350] dans le traité Mesures et Contrôle.
De toutes les propriétés des huiles, la viscosité est certainement la plus importante. Elle détermine en effet l’essentiel des pertes par frottement et l’épaisseur des films d’huile.
La viscosité caractérise la résistance d’un fluide à l’écoulement. Celle donnée dans les fiches techniques des fournisseurs est la viscosité cinématique, plus facile à mesurer que la viscosité dynamique.
HAUT DE PAGE
La viscosité dynamique ou absolue est la viscosité qui intervient dans les calculs d’épaisseur de film d’huile et de portance hydrodynamique. Elle est déduite de la loi de Newton régissant l’écoulement laminaire d’un fluide visqueux entre une surface S mobile animée d’une vitesse u et une surface fixe distante de la surface mobile d’une distance h égale à l’épaisseur du film d’huile. Le déplacement relatif des deux surfaces nécessite un effort F destiné à vaincre la résistance tangentielle au frottement visqueux du fluide (figure 3).
Pour la majorité des liquides visqueux, comme les huiles de base minérales et la plupart des huiles de synthèse, le rapport F /S est proportionnel au rapport du /dh (liquides newtoniens), le facteur de proportionalité η étant le coefficient de viscosité dynamique ou simplement la viscosité dynamique.
où si la variation u (h ) est linéaire, on a :
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