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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Résistance à l’oxydation6. Caractéristiques thermiques et d’inflammabilité
6.1 Propriétés de transfert thermique
Dans de nombreuses applications, en plus de la fonction lubrifiante, l’huile doit assurer une fonction réfrigérante pour évacuer la chaleur, afin de limiter les températures de contact.
Les conductivités thermiques des huiles minérales sont 4 à 5 fois plus faibles que celles de l’eau. Elles décroissent linéairement avec la température de 0,14 W /m · K à 0 oC à 0,11 W /m · K à 400 oC. Aux températures usuelles (20 à 60 oC), la valeur moyenne est de 0,13 W /m · K. Celles des huiles de synthèse classiques [esters, hydrocarbures de synthèse tels que polyalphaoléfines (PAO), polyisobutènes (PIB) et dialkylbenzènes (DAB) sont très proches de celles des huiles minérales (0,12 à 0,17 W /m · K à 20 oC), celles des polyglycols sont légèrement plus élevées (0,15 à 0,18 W /m · K), celles des esterphosphates se situent vers 0,13 W /m · K, tandis que celles des perfluoropolyéthers (Krytox , Fomblin ) n’excèdent pas 0,1 W /m · K.
La capacité thermique massique des huiles minérales est, en moyenne, 2 fois plus faible que celle de l’eau. Elle augmente linéairement avec la température de 1 800 J / kg · K environ à 0 oC à 2 150 J / kg · K environ à 100 oC. Pour des calculs simplifiés, la valeur moyenne aux températures usuelles des bains d’huile (50 à 80 oC) se situe vers 2 000 J / kg · K. Il est à noter que les capacités thermiques massiques des huiles de synthèse classiques (esters, hydrocarbures de synthèse PAO, PIB et DAB) sont du même ordre de grandeur que celles des huiles minérales (≈ 1 700 à 2 000 J / kg · K à 20 oC), mais que celles des éthers de polyglycols sont un peu plus élevées puisqu’elles se situent entre 2 300 et 2 400 J / kg ·K aux températures ambiantes tandis que celles des esters phosphates sont plus faibles, car comprises dans la fourchette 1 300-1 700 J / kg · K (valeur moyenne : 1 500 J / kg · K). Les fluides de synthèse halogénés possèdent des capacités thermiques massiques notablement...
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