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RÉSUMÉ
Un fluide hydraulique doit présenter un certain nombre de caractéristiques physico-chimiques. Cet article présente les hydrocarbures et les esters-polyesters, en détaillant l'influence de leurs variables structurelles sur leurs propriétés physico-chimiques. Puis, certaines huiles sont étudiées plus en détail : les esters phosphoriques, les dérivés organiques halogénés et du silicium, les éthers de polyphényle, les dérivés de la pyrazine et les fluoroalkylphosphonitrilates.
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Gérard DALLEMAGNE : Ingénieur au département Matériaux Centre commun de recherche EADS
INTRODUCTION
On rappelle (cf. article ) qu’un fluide hydraulique doit présenter de nombreuses caractéristiques pour répondre aux fonctions qui lui sont assignées. Ces différentes propriétés sont en étroite relation avec l’état structurel des huiles employées.
Après avoir étudié l’influence de leur structure chimique sur leurs propriétés physico-chimiques, propriétés dont dépendent leurs qualités d’usage, les principales catégories de fluides hydrauliques sont présentées et comparées.
Cet article traite plus particulièrement des propriétés des hydrocarbures et des esters-polyesters.
Dans les articles qui suivront seront étudiés :
-
les esters phosphoriques ;
-
les dérivés organiques halogénés et du silicium ;
-
les éthers de polyphényle ;
-
les dérivés de la pyrazine et les fluoroalkylphosphonitrilates.
Pour conclure cet exposé général, les principaux adjuvants ainsi que les évolutions futures seront présentés.
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Hydrocarbures
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1. Influence de la structure chimique sur les propriétés physico-chimiques
Sans vouloir se livrer à un examen exhaustif de ce très vaste sujet, il est intéressant d’essayer de résumer, avant d’étudier en détail chaque type de fluide hydraulique, de façon aussi claire que possible, l’influence des variables structurelles sur les propriétés des huiles les plus importantes en pratique. Pour ce faire, le plus simple est d’envisager successivement ces différentes propriétés au point de vue de leur dépendance vis-à-vis desdites variables.
1.1 Viscosité
Pour plus de précisions, le lecteur pourra se reporter à la référence [29] en [Doc BM 6018].
Quelle que soit la température de fonctionnement, on admet que les conditions opératoires requièrent une viscosité cinématique de l’huile : ν Î [1 , 104] mm2 · s –1 (cSt). Une viscosité ν > 10 4 mm2 · s–1 gêne le déplacement des surfaces de frottement, en augmente les efforts, s’oppose à la circulation de l’huile et rend sa manipulation malaisée. Inversement, une viscosité ν < 1 mm2 · s–1 correspond à une huile trop fluide, dépourvue de toute résistance (de film) et dont le caractère antiusure s’amenuise [29].
Quand on considère la viscosité, à des températures de fonctionnement ordinaires (par exemple, 40 oC et 100 oC), d’une série de composés organiques liquides homologues, on constate qu’elle croît régulièrement en fonction de la masse molaire. La figure 1 matérialise cette situation avec des hydrocarbures paraffiniques normaux [30].
Lorsque l’on passe d’un hydrocarbure à chaîne droite à ses isomères ramifiés, la viscosité ν croît ou décroît quelque peu. L’effet apparaît faible au voisinage des températures de 40 oC et de 100 oC. Quelques exemples dans le cas de différentes paraffines en C26 sont consignés en [30].
On verra plus loin que la ramification n’exerce d’influence marquante que sur le point de fusion ...
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