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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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Couleur1. Propriétés massiques
À titre d’exemple, le tableau 1 donne une fiche technique de fluide hydraulique (doc. ESSO) où sont rassemblées toutes les caractéristiques du lubrifiant liquide en question destinées aux utilisateurs.
1.1 Masse volumique
La masse volumique d’un liquide à une température donnée est la masse de l’unité de volume ; elle était autrefois désignée masse spécifique.
Pour les produits pétroliers, elle est mesurée à 15 oC et est exprimée en kg/m3 ou encore en kg /dm3 ou g /cm3 .
Sa mesure fait appel à différentes méthodes :
-
mesure directe à l’aréomètre par application du principe d’Archimède. Le volume immergé est inversement proportionnel à la masse volumique (méthodes NF T60-101/ISO 3675/ ASTM D 1298) ;
-
mesure au pycnomètre consistant à peser un volume donné dans une ampoule calibrée appelée pycnomètre (méthodes ASTM D 941 pour les liquides fluides et D 1481 pour les liquides visqueux) ;
-
mesure au densimètre digital déterminant la masse volumique par calcul à partir de la mesure de la fréquence propre d’un volume calibré de liquide (méthode ASTM D 4052).
La densité d’une huile, souvent donnée dans les documents techniques, est le rapport de la masse d’un certain volume de cette huile à une température donnée (généralement 15 ou 20 oC) à celle du même volume d’eau à 4 oC. Elle est désignée par
et est sans dimension.
Les masses volumiques des lubrifiants varient de 0,8 kg /dm3 à près de 2 kg /dm3 , entre 0,85 et 0,92 kg /dm3 pour les huiles à base minérale, semi-synthétique et synthétique classiques, alors qu’elle tourne autour de 1 kg /dm3 pour les huiles de synthèse de type polyglycol.
La masse volumique diminue assez sensiblement lorsque la température s’élève. La dilatation d’une huile minérale est d’environ 10 à 20 fois plus grande que celle...
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