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Lubrifiants
Constitution
par
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
1.
1.1
1.2
1.3
2.
2.1
2.2
2.3
3.
3.1
7 - 1997
3.2
Huiles de base ...........................................................................................
Huiles d’origine végétale ............................................................................
Huiles minérales ..........................................................................................
1.2.1 Hydrocarbures contenus dans les huiles minérales........................
1.2.2 Chaîne traditionnelle de raffinage des huiles minérales.................
1.2.3 Procédés d’hydrotraitement des huiles minérales ..........................
1.2.4 Reraffinage des huiles usagées.........................................................
Huiles de synthèse.......................................................................................
1.3.1 Hydrocarbures synthétiques..............................................................
1.3.2 Esters ...................................................................................................
1.3.3 Polyglycols ..........................................................................................
1.3.4 Esters phosphoriques.........................................................................
1.3.5 Dérivés siliciés ....................................................................................
1.3.6 Polyphényléther(s)..............................................................................
1.3.7 Composés organiques halogénés.....................................................
Graisses lubrifiantes ...............................................................................
Agents épaississants ...................................................................................
2.1.1 Graisses à savons ...............................................................................
2.1.2 Graisses sans savon ...........................................................................
Huiles de base lubrifiantes..........................................................................
2.2.1 Huiles minérales .................................................................................
2.2.2 Huiles de synthèse..............................................................................
Additifs .........................................................................................................
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Lubrifiants solides ...................................................................................
Mise en œuvre des lubrifiants solides .......................................................
3.1.1 Lubrifiants solides en poudre ............................................................
3.1.2 Dispersions de lubrifiants solides .....................................................
3.1.3 Vernis de glissement ..........................................................................
3.1.4 Revêtements autolubrifiants préfabriqués sur support ..................
3.1.5 Matériaux autolubrifiants massifs.....................................................
Caractéristiques des principaux lubrifiants solides ..................................
3.2.1 Lubrifiants solides lamellaires...........................................................
3.2.2 Lubrifiants solides polymériques ......................................................
3.2.3 Sels et oxydes métalliques ................................................................
3.2.4 Métaux mous et alliages métalliques ...............................................
3.2.5 Associations synergiques de lubrifiants solides..............................
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14
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19
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Pour en savoir plus...........................................................................................
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Doc. B 5 344
S
elon leur état physique, les lubrifiants peuvent être classés en trois groupes :
— les lubrifiants liquides : d’origines végétale et animale (huiles grasses),
minérales (huiles de pétrole) et synthétiques ;
— les lubrifiants semi-solides ou plastiques qui comprennent essentiellement
les graisses lubrifiantes mais aussi les cires, paraffines et vaselines extraites du
pétrole pour applications lubrifiantes ;
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique
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LUBRIFIANTS
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— les lubrifiants solides : lamellaires, polymériques, métaux mous, sels,
oxydes, etc.
Ces différents lubrifiants peuvent être utilisés sous forme de dispersions, émulsions ou solutions dans de l’eau chaque fois qu’un pouvoir réfrigérant élevé
(travail des métaux à grande vitesse) ou qu’une grande résistance au feu (fluides
hydrauliques type HF) sont recherchés.
Les deux premières catégories de lubrifiants (huiles et graisses) contiennent
une quantité variable d’additifs (jusqu’à 25 % en masse) selon l’application et
la sévérité du service.
Pour situer l’importance relative de chaque groupe de lubrifiants, il convient
de rappeler que les lubrifiants liquides représentent 96 % du marché, les graisses
3 % et les lubrifiants solides environ 1 %.
Sigles et Symboles
Symbole
BSS
CFC
DAB
HF
HFC
NS
PA
PAG
PAO
PEEK
PFPE
PIB
PIO
PPE
PTFE
S
TCP
VI
Définition
Bright Stock Solvent
chlorofluorocarbure ou chlorofluorocarbone
dialkylbenzène
fluides hydrauliques résistant au feu (symbole ISO)
hydrofluorocarbure ou hydrofluorocarbone
ou encore désignation ISO de certains fluides
hydrauliques aqueux résistant au feu
Neutral Solvent
polyamide
polyalkylèneglycol
polyalphaoléfine
polyéther-éther cétone
perfluoropolyéther
polyisobutène
polyoléfine interne (Poly Internal Olefin )
polyphényléther
polytétrafluoroéthylène
Solvent
tricrésylphosphate
indice de viscosité (Viscosity Index)
vaillant en extérieur mais peu sollicités thermiquement, lorsqu’il y
a risque de pollution du milieu naturel par les fuites de fluides, ce
qui est le cas des matériels hydrauliques agricoles et forestiers et
de certains matériels de travaux publics.
(0)
Tableau 1 – Les différents types d’huiles de base
1. Huiles grasses naturelles
Ce sont des huiles soit d’origine animale, soit d’origine végétale.
2. Huiles d’origine minérale (huiles de pétrole)
Raffinage classique au solvant :
— bases à tendance paraffinique (de loin les plus utilisées) ;
— bases à tendance naphténique (en régression, quelques
applications particulières) ;
— bases à tendance aromatique (pour mémoire).
Conversion à l’hydrogène : il s’agit de bases à structure isoparaffinique marquée, considérées par certains comme semi-synthétiques :
— bases minérales hydroraffinées
(VI ≈ 100) ;
— bases minérales hydrocraquées
(VI = 120 à 130) ;
— bases minérales hydro-isomérisées (VI = 140 à 150).
Raffinage poussé (incluant, de plus, un traitement à l’hydrogène) :
— huiles blanches (huiles de vaseline) soit de qualité conforme
à la pharmacopée française et européenne (huiles Codex ),
soit de qualité technique ;
— huiles superraffinées pour aviation et fluides hydrauliques à
très haut VI (en régression) ;
— huiles ultradéparaffinées (naphténiques Wax-free pour
compresseurs frigorifiques).
1. Huiles de base
Reraffinage des huiles usagées :
— huiles à tendance paraffinique de qualité variable selon le
procédé utilisé.
Les huiles de base peuvent être d’origine naturelle : végétales,
minérales extraites du pétrole (les plus utilisées), ou synthétique
(tableau 1).
3. Huiles d’origine synthétique
Il existe de nombreuses structures qui sont par ordre d’importance décroissante :
— les hydrocarbures synthétiques ;
— les esters organiques ;
— les polyalkylèneglycols ;
— les esters phosphoriques ;
— les produits spéciaux (silicones, perfluoropolyéthers, etc.).
1.1 Huiles d’origine végétale
L’utilisation d’huiles végétales, notamment d’huile de colza,
connaît actuellement un regain d’intérêt pour la préparation de
certains lubrifiants biodégradables (lubrifiants verts) destinés soit à
des applications de graissage à huile perdue (lubrifiants de chaînes
de tronçonneuses à bois, lubrifiants de chaînes de véhicules à deux
roues, etc.), soit à la lubrification de matériels hydrauliques tra-
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4. Huiles semi-synthétiques ou partiellement synthétiques
(dites à base de synthèse)
Il s’agit de mélanges d’huiles minérales et d’huiles de synthèse
telles que PAO/PIO, esters, PAO/PIO + esters, dialkylbenzènes, etc.
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Il est à noter que pour des applications à température plus élevée
(transmissions hydrauliques sévères, moteurs 2 temps, moteurs
4 temps, etc.), les lubrifiants biodégradables, encore rares, sont formulés avec des esters synthétiques. En effet, la trop faible stabilité
à l’oxydation des huiles végétales les rend pour l’instant impropres
à la lubrification de ces mécanismes avec les additivations
conventionnelles. Cependant, des huiles moteurs de grades 5W-40
et 10W-40 à base d’huile de tournesol à haute teneur en acide oléique
viennent d’être mises sur le marché.
1.2 Huiles minérales
Les huiles minérales d’origine pétrolière sont extraites de coupes
pétrolières provenant de la distillation du pétrole brut. Ces coupes,
que l’on nomme des distillats, subissent des opérations de raffinage
dont la complexité dépend à la fois de l’origine du brut utilisé et de
la qualité recherchée des produits.
1.2.1 Hydrocarbures contenus
dans les huiles minérales
Les huiles minérales sont des mélanges d’un très grand nombre
d’hydrocarbures de structures et de masses molaires différentes et
d’une petite quantité d’impuretés résiduelles oxygénées, azotées et
soufrées.
Selon que le pétrole brut appartient aux types paraffinique ou
naphténique, les huiles de base sont dites à tendance paraffinique
ou à tendance naphténique. Les raffineries européennes produisent
presque toutes des bases à tendance paraffinique, de sorte que les
huiles naphténiques qui, jadis, entraient dans la composition de
certains lubrifiants ont été, peu à peu, remplacées par les huiles à
tendance paraffinique, essentiellement pour des raisons de prix, de
disponibilité, de moindre toxicité et de meilleur comportement à
haute température.
Les paraffines sont des hydrocarbures saturés linéaires
(n-paraffines) ou ramifiés (isoparaffines) caractérisés par une assez
bonne stabilité à l’oxydation, un indice de viscosité élevé (de l’ordre
de 100), une faible agressivité vis-à-vis des élastomères, mais un
pouvoir solvant limité et un point de congélation relativement élevé.
Les naphtènes, hydrocarbures saturés cycliques et souvent ramifiés, sont moins stables à l’oxydation que les précédents, possèdent
des indices de viscosité faibles (0 à 60), sont plus agressifs vis-à-vis
des élastomères, mais ont un bon pouvoir solvant et possèdent de
très bonnes caractéristiques d’écoulement aux basses températures.
Les aromatiques, produits insaturés cycliques, présentent des
caractères encore plus accusés que les naphtènes : très denses,
généralement peu stables à l’oxydation, ils sont très agressifs
vis-à-vis des élastomères, et leurs indices de viscosité sont très bas
ou même négatifs. Compte tenu de ces mauvaises caractéristiques,
il est nécessaire de les éliminer au maximum par raffinage. De plus,
ces hydrocarbures sont dangereux envers le milieu naturel (toxiques
et difficilement biodégradables) et pour la santé des utilisateurs
(caractères toxiques et mutagènes).
1.2.2 Chaîne traditionnelle de raffinage
des huiles minérales
Elle comporte les étapes suivantes (figure 1).
La distillation atmosphérique du pétrole brut pour séparer
les produits pétroliers selon leurs points de distillation.
La distillation sous vide du résidu de distillation atmosphérique
permet d’obtenir différentes coupes appelées distillats sous vide de
viscosités variables, et un produit très lourd, le résidu sous vide
destiné à la fabrication des bitumes et des huiles lubrifiantes les plus
visqueuses dans l’unité de désasphaltage au propane.
L’extraction au solvant des composés polycycliques
contenus dans les distillats sous vide permet d’améliorer la stabilité
à l’oxydation et la couleur. Le solvant solubilise sélectivement les
composés aromatiques et polycycliques éliminés sous forme
d’extraits aromatiques.
Le déparaffinage consiste en l’élimination plus ou moins poussée, selon le point d’écoulement visé, des cristaux de paraffines indésirables en dissolvant l’huile dans un mélange de solvants
spécifiques. Le mélange huile-solvant est refroidi ; les paraffines qui
cristallisent sont séparées par filtration sur tambours.
Le traitement de finition parachève éventuellement le raffinage
en éliminant les derniers constituants indésirables (aromatiques résiduels, composés soufrés, azotés, oxygénés). Deux méthodes sont
employées :
— le traitement à la terre consiste à filtrer l’huile sur des terres
activées (silicates d’alumine) qui retiennent les impuretés polaires
par adsorption ;
— le traitement à l’hydrogène (hydrofinition), plus moderne,
consiste à pratiquer une hydrogénation catalytique des composés
instables qui se transforment en composés saturés ou en composés
gazeux que l’on élimine.
On pratique quelquefois, avant l’hydrogénation, une redistillation
pour étêter certaines bases fluides afin de diminuer leur volatilité.
■ Huiles de base minérales paraffiniques
Elles sont désignées par les raffineurs et par les professionnels
des lubrifiants par un symbole comportant un chiffre (60, 100, 150,
350, etc.) et une ou deux lettres (S pour Solvent ou NS pour Neutral
Solvent ) indiquant le degré de finition de l’huile. Le chiffre représente
la viscosité de l’huile exprimée dans l’ancien système d’unité empirique Second Saybolt Universal (SSU), mesurée à 37,8 oC (100 oF).
L’huile paraffinique la plus visqueuse est dénommée Bright Stock
Solvent (BSS).
■ Huiles de base minérales naphténiques
Elles sont désignées par un chiffre (60, 90, 750, etc.) ayant la même
signification que précédemment, et un qualificatif (Pale, Red, Pale
Solvent ) caractérisant le degré de raffinage.
■ Huiles blanches ou huiles de vaseline
Elles sont produites en deux qualités :
— les huiles blanches de qualité médicinale ou alimentaire (huiles
Codex ) ultrapures ;
— les huiles blanches techniques, un peu moins pures, utilisées
soit comme huiles de procédés, soit comme lubrifiants dans certaines applications industrielles.
Elles étaient jadis blanchies par un traitement poussé à l’acide sulfurique, maintenant remplacé par un traitement sévère non polluant
à l’hydrogène qui élimine totalement les hydrocarbures aromatiques
et naphténiques lourds ainsi que les autres impuretés.
1.2.3 Procédés d’hydrotraitement
des huiles minérales
Il ne faut pas confondre les différents procédés d’hydrotraitement
des huiles (hydroraffinage, hydrocraquage, hydro-isomérisation)
avec l’hydrofinition, car ce sont des traitements beaucoup plus profonds d’hydrogénation et d’hydrogénolyse catalytique destinés à
transformer presque complètement les hydrocarbures aromatiques
et polycycliques en composés saturés et décyclisés et à éliminer pratiquement toutes les impuretés.
Remarque : dans la littérature technique et commerciale, les termes d’huiles hydrocraquées, hydroraffinées, hydrotraitées et même hydrosynthétiques sont utilisés pour désigner, de manière souvent indistincte, les différentes bases obtenues par traitement à
l’hydrogène.
Il existe différents procédés d’obtention d’huiles minérales lubrifiantes par hydrotraitement profond.
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LUBRIFIANTS
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Figure 1 – Procédé de fabrication des huiles minérales classiques. Schéma simplifié du procédé aux solvants
■ Bases hydroraffinées
Ces bases minérales, obtenues à partir d’un procédé original de
raffinage sous forte pression d’hydrogène, ont un indice de viscosité
qui peut théoriquement varier de ≈ 100 à 130 mais qui, pour des
raisons économiques, est généralement limité à la plage 95-105. Ces
huiles sont disponibles dans une gamme de viscosité aussi large
que celle des huiles minérales classiques raffinées au solvant. Elles
s’en différencient cependant du fait d’une proportion plus faible en
composés aromatiques et d’une teneur en soufre et en azote sensiblement réduite. Ce sont par exemple les bases dites HVI (High
Viscosity Index ) que Shell produit en France dans sa raffinerie de
Petit-Couronne.
■ Bases hydrocraquées
Les bases lubrifiantes fluides dites hydrocraquées sont préparées
en raffinant sur la chaîne traditionnelle de raffinage des huiles minérales le fond de cuve du procédé d’obtention des gazoles et carburéacteurs par hydrocraquage catalytique. Elles possèdent des indices
de viscosité compris, en général, entre 120 et 130 ; elles sont en
moyenne deux fois moins volatiles que les bases minérales classiques, mais ne sont disponibles que dans une gamme étroite de
viscosité (3,5 à 6 mm2/s à 100 oC), ce qui les destine à la formulation
des huiles moteurs fluides. Pour les grades plus visqueux à froid,
il est nécessaire de leur associer des bases plus visqueuses.
Actuellement, les principaux fournisseurs européens de bases
hydrocraquées sont BP, qui les désigne bases hydrosynthétiques
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BHK ou encore LHC (Lavera Hydrocracked Component ), Total,
DEA/Fuchs en Allemagne, Energoinvest en ex-Yougoslavie. Ces
bases sont encore désignées VHVI (Very High Viscosity Index ) par
certains formulateurs, ou encore huiles MC (Molecularly Converted )
par d’autres.
Mais le nombre d’unités d’hydrocraquage devant augmenter dans
le futur pour satisfaire la demande croissante en gazoles et carburéacteurs à faible teneur en soufre, la production de bases lubrifiantes hydrocraquées va connaître un essor important dans les
prochaines années.
■ Bases hydro-isomérisées
Le procédé d’obtention de ces bases met aussi en œuvre de
l’hydrogène mais, cette fois, la charge traitée est constituée de paraffines récupérées lors de l’opération de déparaffinage des huiles
minérales classiques. Les conditions de traitement très sévères à
l’hydrogène conduisent à un craquage et à un réarrangement des
n-paraffines en molécules essentiellement isoparaffiniques caractérisées par un très bon indice de viscosité (VI = 140 à 150), un bas
point d’écoulement (PE : – 18 oC) et une faible volatilité (du même
ordre que celle des bases hydrocraquées). Les huiles ainsi obtenues
sont disponibles dans une gamme de viscosité un peu plus large
que celle des bases hydrocraquées (4 à 8 mm2/s à 100 oC) et, surtout,
sont beaucoup plus pures puisqu’elles ne contiennent, au plus, que
0,1 % d’hydrocarbures aromatiques et moins de 5 mg/kg de soufre.
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Ces bases, d’excellente qualité, sont actuellement produites par
Shell, en France à Petit-Couronne, sous la désignation de bases
XHVI  (eXtra High Viscosity Index ) et par Esso, en Grande-Bretagne
à Fawley, sous la désignation EXXSYN .
1.2.4 Reraffinage des huiles usagées
Les huiles usagées récupérées en stations-service et chez les gros
utilisateurs peuvent être régénérées en éliminant les 15 à 20 %
d’impuretés et additifs qu’elles contiennent. Pour des raisons de protection de l’environnement, les anciens procédés de régénération
très polluants faisant appel à l’acide sulfurique cèdent de plus en
plus la place à des procédés propres basés sur la distillation sous
vide et un traitement de finition à l’hydrogène. Ces bases minérales
régénérées ont des caractéristiques et des propriétés comparables
à celles des bases minérales conventionnelles lorsque le traitement
a été convenablement conduit.
1.3 Huiles de synthèse
Désignées aussi bases synthétiques, elles sont obtenues par
synthèse chimique telles que l’addition d’un produit sur lui-même
ou polymérisation, ou l’addition d’un produit sur un autre comme
l’estérification, l’alkylation, la fluoration, etc., de composants provenant de la pétrochimie, la carbochimie, la lipochimie (ou chimie
des corps gras) et de la chimie minérale tels que : oléfines,
aromatiques, alcools, acides, composés halogénés, phosphorés, siliciés, etc.
Il existe une très grande variété de bases synthétiques dont celles
ayant fait l’objet de développements commerciaux sont données
(0)
dans le tableau 2.
Tableau 2 – Principales bases de synthèse et leurs utilisations
Fréquence d’utilisation
Famille
Type de produits
xxx
x
........................
........................
........................
........................
........................
........................
x
x
•
Diesters (esters de diacides) ........................
Esters de néopolyols ....................................
Esters complexes (visqueux) .......................
x
xx
x
x
x
x
Monoalkylèneglycol et polyalkylèneglycols
Monoéthers de polyalkylèneglycols :
— monoéthers de polyoxyéthylèneglycols ..........................................................
— monoéthers de polyoxypropylèneglycols................................................................
— monoéthers mixtes ................................
xx
x
xx
x
........................
x
........................
xx
x
x
•
........................
xx
x
●
Phosphates d’alkyles et/ou d’aryles ............
........................
........................
x
x
●
•
........................
x
x
........................
........................
x
•
●
Huiles silicones ou polysiloxanes :
— silicones ordinaires ou
polydiméthylsiloxanes ................................
— silicones phénylés ou
polyméthylphénylsiloxanes........................
— silicones chlorés ou
polyméthylchlorophénylsiloxanes.............
— silicones fluorés ou fluorosilicones ......
Esters siliciques ou silicate-esters ...............
........................
........................
........................
........................
........................
........................
•
•
•
•
•
•
●
Polyphényléthers ..........................................
........................
........................
•
•
●
Composés chlorés
— polychlorobiphényles (PCB) (pyralène)
Composés fluorés
— fluorocarbones .......................................
— perfluoropolyéthers (PFPE) ...................
Composés chlorofluorés ..............................
........................
........................
•➘
........................
........................
........................
........................
........................
........................
•
x
•➘
●
●
●
●
●
●
Polyglycols
Dérivés siliciés
Polyphényléthers
Composés
organiques
halogénés
Aviation
et espace
xxx
x
●
Esters-phosphates
Industrie
xxx
x
●
Esters
Groupe
motopropulseur
automobile
PAO et PIO .....................................................
Polybutènes et polyisobutènes (PIB) ..........
Hydrocarbures aromatiques alkylés :
— dialkylbenzènes (DAB) ...........................
— polyphényles alkylés..............................
Hydrocarbures cycloaliphatiques ................
●
Hydrocarbures
de synthèse
Automobile
en général
●
●
x
xx
xxx
x
x
•
x
•➘
xxx Très courant ; xx assez courant ; x moins fréquent ; • utilisation marginale ; ➘ en voie de disparition
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LUBRIFIANTS
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1.3.1 Hydrocarbures synthétiques
1.3.1.1 Polyalphaoléfines hydrogénées
Les polyalphaoléfines hydrogénées (PAO) représentent, de toute
évidence, la famille d’hydrocarbures de synthèse la plus importante
puisque leurs domaines d’utilisation sont ceux des huiles minérales.
Leur structure chimique présente une grande analogie avec les
meilleurs hydrocarbures contenus dans les huiles minérales.
Les PAO sont désignées par un chiffre indiquant leur viscosité
cinématique en mm 2/ s à 100 oC. Exemples : PAO 4, PAO 6,
PAO 100.
Les PAO sont fabriquées selon un procédé complexe à partir de
l’éthylène transformé en α-décène, lui-même oligomérisé et hydrogéné. Ces produits, entièrement isoparaffiniques, sont caractérisés
par une absence totale de composés aromatiques et d’impuretés,
par des indices de viscosité très élevés (de l’ordre de 120 pour les
plus fluides, jusqu’à 160-170 pour les plus visqueux, la moyenne
s’établissant vers 135 pour une PAO 6) et par une gamme de viscosités très large, pratiquement entre 1,7 et 100 mm2/s à 100 oC. Les
produits de viscosité comprise entre 4 et 8 mm2/s à 100 oC sont les
plus fréquents. Les PAO les plus visqueuses (PAO 40 et PAO 100) sont
moins disponibles et au moins deux fois plus chères. Leurs points
d’écoulement sont très bas (de – 73 oC pour la PAO 2 à – 20 oC pour
la PAO 100, avec des valeurs de l’ordre de – 60 oC à – 70 oC pour les
huiles de viscosité courante). Elles sont très résistantes à la
thermo-oxydation et, par conséquent, forment peu de dépôts en service. À viscosité égale, leur volatilité est très inférieure à celle des
huiles minérales classiques. De caractère très apolaire, elles
possèdent un très faible pouvoir solvant, ce qui leur confère un bon
comportement en moussage, aération et désémulsion, ainsi qu’une
parfaite neutralité vis-à-vis des élastomères (pas de gonflement) et
des peintures.
En revanche, ce faible pouvoir solvant constitue un handicap pour
la solubilité des additifs, aussi doit-on y remédier par adjonction
d’une certaine quantité d’ester (3 à 15 %) qui, par ailleurs, permet
à la PAO ainsi corrigée de retrouver la même action vis-à-vis des
joints que les bases minérales classiques.
1.3.1.2 Polyoléfines internes
Ces hydrocarbures de synthèse (Poly Internal Olefins : PIO), très
récemment mis sur le marché (1994), possèdent des propriétés très
voisines de celles des PAO : faible viscosité à basse température
(point d’écoulement de – 42 à – 57 oC), faible volatilité (pertes par
évaporation Noack de 5 à 13 % selon la viscosité), points d’éclair un
peu supérieurs à ceux des PAO, très bonne stabilité thermique et
résistance à l’oxydation (comparable aux PAO de même viscosité),
propriétés antiusure naturelles supérieures à celles des PAO, biodégradabilité supérieure aux PAO, mais indices de viscosité un peu
plus faibles (118 à 128, contre 123 à 137 pour les PAO de même
gamme de viscosité).
Les PIO sont fabriquées à partir des n-paraffines issues du procédé
de déparaffinage des gazoles qui sont transformées en n-oléfines
puis oligomérisées et hydrogénées. Elles devraient être un peu
moins chères que les PAO car, si le coût de fabrication est similaire,
en revanche la matière première (n-paraffines) est moins onéreuse
que l’α-décène. Les viscosités actuellement disponibles pour ces produits sont 4, 6 et 8 mm2/s à 100 oC.
1.3.1.3 Polybutènes et polyisobutènes
Ces hydrocarbures synthétiques, mélanges de polybutènes et de
polyisobutènes (PIB) en proportions variables, existent dans une très
large plage de viscosité allant d’huiles très fluides jusqu’à des produits de très haute masse molaire et de très grande viscosité (plus
BM 5 341 − 6
de 4 000 mm2/s à 100 oC). Les utilisations de ces produits sont très
variables. Parmi celles-ci, on peut citer : les additifs d’adhésivité pour
huiles de chaînes et d’organes mécaniques rapides fonctionnant
sans protection, les produits d’isolation et d’imprégnation de câbles
électriques, les agents épaississants pour huiles industrielles visqueuses. En automobile, ils sont essentiellement utilisés pour la
lubrification des moteurs à essence deux temps à cause de leur faible
tendance à former des dépôts, car ils se dépolymérisent
vers 280-300 oC en donnant des produits volatils. Leurs propriétés
lubrifiantes sont assez comparables à celles des huiles minérales,
mais leurs indices de viscosité sont assez bas.
Remarque : les polymères de faible masse molaire (faible viscosité) sont très riches en
polybutènes, tandis que ceux de haute masse molaire (forte viscosité) sont surtout
constitués de polyisobutènes.
1.3.1.4 Hydrocarbures aromatiques alkylés
■ Dialkylbenzènes (DAB)
Désignés aussi par alkylats du benzène ou alkylbenzènes, ils sont
fréquemment utilisés dans les compresseurs d’air à piston(s) et dans
les compresseurs frigorifiques à cause de leurs très bonnes caractéristiques à basse température (point d’écoulement de – 25 oC
à – 50 oC), de leur faible tendance à donner des résidus carbonés
lorsqu’ils sont soumis à la thermo-oxydation, de leur très bas point
de floculation avec les fluides frigorigènes. Par contre, ces produits
ont une action solubilisante marquée vis-à-vis de certains élastomères et des peintures, des vernis et des plastiques à cause de leur
caractère aromatique prononcé.
■ Alkylnaphtalènes
De développement récent, ils sont obtenus par alkylation du naphtalène avec des alphaoléfines à longue chaîne (C8 à C26). Les huiles
ainsi obtenues ont des viscosités s’étageant de 6 à 18 mm 2 / s
à 100 oC, des indices de viscosité de 105 à 135, des points d’éclair
de 260 à 300 oC et des points d’écoulement de – 45 à – 15 oC. Dotées
d’un bon pouvoir lubrifiant, d’une stabilité thermique élevée et d’une
faible volatilité, ces huiles sont utilisables comme fluides caloporteurs, huiles isolantes, fluides hydrauliques, bases pour huiles
moteurs et pour la préparation de certaines graisses.
■ Polyphényles alkylés ou alkylpolyphényles
Essentiellement constitués d’alkylbiphényles et d’alkylterphényles, ils sont caractérisés par une grande stabilité thermique
(jusqu’à 350 oC), une grande résistance à l’oxydation et aux radiations mais, en revanche, ont un indice de viscosité très bas. Ils sont
surtout utilisés comme fluides caloporteurs.
1.3.1.5 Hydrocarbures cycloaliphatiques
Ils sont utilisés comme fluides de traction (exemple : fluides
Santotrac de Monsanto) dans les variateurs de vitesse à friction à
cause de leurs caractéristiques rhéologiques particulières sous très
fortes pressions hertziennes et mouvement de roulement avec faible
taux de glissement induisant un coefficient de traction, donc une
puissance transmise beaucoup plus élevée que celle permise avec
les huiles classiques.
1.3.2 Esters
Ces produits sont obtenus par réaction chimique (estérification)
entre des monoalcools et/ou des polyalcools généralement issus de
la pétrochimie, avec des monoacides et/ou des polyacides organiques en présence d’un catalyseur. Les esters sont totalement
dépourvus de composés aromatiques et d’impuretés soufrées ou
azotées.
À l’avenir, les esters devraient connaître un certain développement
du fait de leur bonne aptitude à la biodégradabilité, propriété appréciée pour la formulation des huiles pour moteurs deux temps, des
fluides hydrauliques pour engins terrestres et pour produits de
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_________________________________________________________________________________________________________________________ LUBRIFIANTS
graissage perdu. En effet, certains d’entre eux peuvent être biodégradés jusqu’à plus de 95 % (dans le test CEC L-33-A-94), alors que
les autres bases indiquées précédemment ne le sont, au mieux, qu’à
70 %.
1.3.2.1 Diesters ou esters de diacides
Ils furent les premières huiles de synthèse utilisées pour lubrifier
les turboréacteurs d’aviation. Aussi sont-ils appelés quelquefois
esters de type I ou de première génération. Selon une terminologie
anglo-saxonne ancienne, ils sont aussi quelquefois appelés esters
dibasiques (dibasic esters ).
Ils résultent de la réaction d’un diacide organique avec un monoalcool. Les diacides sont issus de la lipochimie, c’est-à-dire dérivés
de corps gras naturels, tandis que les monoalcools sont, en général,
issus de la pétrochimie.
Outre les applications aéronautiques, en régression pour ce type
de produit, les diesters entrent dans la formulation de certaines
huiles moteurs synthétiques et partiellement synthétiques et de
lubrifiants industriels et de graisses. Les diesters classiques
(sébacates, adipates, etc.) restent fluides à des températures
comprises entre – 40 oC et – 70 oC. Leurs indices de viscosité sont
élevés (VI = 120 à plus de 200 avec 140 comme valeur moyenne).
Ils sont peu volatils, possèdent un très bon pouvoir solvant et des
propriétés lubrifiantes naturelles élevées. Mais il faut noter quelques
inconvénients tels qu’une grande sensibilité à l’hydrolyse (commune
à tous les produits à fonction ester), des caractéristiques de moussage et de désémulsion médiocres, l’attaque de certains élastomères, plastiques et peintures, et une limitation de l’efficacité des
additifs à action de surface tels que les antiusures, à cause du trop
fort pouvoir solvant de ce type d’huile de base qui, en séquestrant
les additifs au sein du liquide, les gêne pour jouer leur rôle sur les
surfaces métalliques.
1.3.2.2 Esters de néopolyols
Ils ont supplanté en aéronautique les produits précédents, d’où
leur désignation d’esters de type II ou de deuxième génération, à
cause de leur plus grande stabilité thermique. Ils sont également de
plus en plus utilisés en lubrification automobile et industrielle pour
les mêmes applications que les diesters.
Ils sont préparés en estérifiant des polyols avec des monoacides.
Les principaux polyols utilisés possèdent une structure néopentylique qui est très ramifiée et très compacte, d’où le nom d’ester
encombré (hindered ester ) donné aussi à ce type de produit. Ce sont,
par exemple, le pentaérythritol (PE), le néopentylglycol (NPG), le triméthylolpropane (TMP). Les monoacides sont soit des acides naturels dérivés des corps gras, soit des acides synthétiques linéaires.
Les esters de polyols ont des indices de viscosité moins élevés
que les esters de diacides en raison de leur structure très ramifiée
(VI = 90 à 180). En revanche, la structure néopentylique leur confère
une plus grande stabilité thermique et une meilleure résistance à
l’oxydation. Leurs propriétés à basse température (viscosité, point
d’écoulement) et leur pouvoir lubrifiant sont quelque peu inférieurs
à ceux des diesters.
Les diesters et les esters de polyols sont des produits relativement
fluides, leur viscosité cinématique à 100 oC étant, pour la majorité
d’entre eux, comprise entre 2 et 8 mm2/s.
1.3.2.3 Esters complexes
Plus visqueux (jusqu’à 65 mm2/s à 100 oC) et moins volatils que
les précédents, ils sont utilisés soit pour épaissir les esters fluides,
soit pour renforcer le pouvoir lubrifiant d’huiles synthétiques ou
semi-synthétiques.
Il existe plusieurs types de structure possibles puisqu’ils résultent
de la combinaison de polyacides et de polyols avec blocage des
chaînes terminales par des monoacides ou des monoalcools. Les
esters complexes les plus fréquemment rencontrés sont des esters
de néopolyols.
1.3.2.4 Esters polymères ou polyesters
Il s’agit d’esters très visqueux qui sont en réalité des copolymères
(cooligomères) d’esters et d’α-oléfines. Leur viscosité peut varier
de 17 à 450 mm2/s à 100 oC, leur indice de viscosité, croissant avec
la viscosité, varie de 135 à 200, leur point d’écoulement est de l’ordre
de – 20 à – 30 oC, leur volatilité est négligeable et leurs propriétés
lubrifiantes (propriétés antiusure et coefficient de frottement) sont
très bonnes.
1.3.2.5 Triesters aromatiques
Les principaux triesters aromatiques sont les phtalates et les trimellitates utilisés en lubrification industrielle pour les compresseurs
d’air alternatifs, notamment à cause de leur très bonne stabilité thermique et leur faible volatilité.
1.3.3 Polyglycols
Le terme polyglycol s’applique à une famille de polymères
linéaires fabriqués à partir d’oxyde d’éthylène ou de propylène. Les
polyglycols dérivés de l’oxyde d’éthylène sont solubles dans l’eau
mais insolubles dans les huiles minérales, tandis que ceux fabriqués
à partir de l’oxyde de propylène sont insolubles dans l’eau et peu
solubles dans les huiles minérales. Il existe des polyglycols mixtes
préparés à partir de mélanges d’oxydes d’éthylène et de propylène
qui possèdent des propriétés intermédiaires.
Les polyglycols et leurs dérivés sont utilisés pour la préparation
des liquides de freins automobiles, des liquides de refroidissement
de moteurs, de certains lubrifiants industriels tels que les fluides
hydrauliques résistant au feu de type HFC (désignation normalisée
ISO), de certains lubrifiants de coupe aqueux, des lubrifiants pour
réducteurs à roue et vis sans fin, des lubrifiants pour compresseurs
de gaz hydrocarbures et de certaines huiles pour moteurs et pour
transmission de véhicules de compétition.
D’une manière générale, ces produits possèdent un bon pouvoir
lubrifiant, un indice de viscosité élevé à très élevé, un bas point
d’écoulement, un pouvoir réfrigérant supérieur à celui des huiles
minérales, une faible tendance à la formation de dépôts carbonés
à haute température. De plus, ils sont peu toxiques et biodégradables
s’ils contiennent une forte proportion d’oxyde d’éthylène.
En revanche, leur affinité pour l’eau (solubilité pour certains et
hydroscopicité pour les autres) peut entraîner des corrosions de
métaux ferreux. Ils attaquent certains matériaux de joints, surtout
acryliques, les peintures et les vernis classiques. Leur immiscibilité
aux huiles minérales nécessite des précautions lors de leur mise en
œuvre sur du matériel ayant déjà fonctionné avec des huiles à base
minérale ou lors des appoints d’huiles neuves.
1.3.4 Esters phosphoriques
Appelés aussi esters phosphates, ce sont des esters de l’acide
phosphorique et d’alkyles et/ou d’aryles. Outre leur emploi comme
additifs antiusure de type TCP (tricrésylphosphate), ils sont utilisés
comme fluides hydrauliques difficilement inflammables à cause de
leur bonne résistance au feu, de leur très haute température
d’auto-inflammation (550 à 600 oC), de leur très bon pouvoir lubrifiant et de leur faible volatilité. Cependant, ils sont en concurrence
avec des fluides hydrauliques beaucoup moins inflammables
comme les fluides hydrauliques aqueux du type HFC. Certains
constituants ou produits de dégradation sont irritants, toxiques et
même neurotoxiques. De plus, leur structure ester les rend hydrolysables, et ils sont incompatibles avec les élastomères des joints
et les peintures classiques.
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LUBRIFIANTS
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1.3.5 Dérivés siliciés
Deux grandes familles de lubrifiants synthétiques appartiennent
aux dérivés siliciés : les silicones, d’une part, et les esters siliciques,
d’autre part.
1.3.7 Composés organiques halogénés
1.3.5.1 Silicones
Les huiles silicones ou polysiloxanes se distinguent par leur très
grande stabilité thermique, leurs excellentes caractéristiques viscosité-température (VI jusqu’à 400) et leur très bas point d’écoulement
(– 70 à – 40 oC). Leur grande inertie chimique les rend utilisables dans
un large domaine de températures (pratiquement de – 70 o C
à + 250 o C et, exceptionnellement pendant de courtes durées,
jusqu’à 320 et même 360 oC). Il faut noter leur faible pouvoir lubrifiant
vis-à-vis des métaux (surtout acier/acier) dû à leur très faible adhésivité physique et à l’absence de réactivité vis-à-vis des métaux. Ils
sont difficiles à améliorer de ce point de vue car les additifs classiques
(antiusure, extrême-pression) sont soit insolubles, soit inefficaces.
Leur prix est élevé (10 à 15 fois celui des huiles minérales).
Remarque : les propriétés lubrifiantes des silicones sont en revanche très bonnes
vis-à-vis des surfaces en plastique ou en élastomère (agent de démoulage).
Ces caractéristiques s’appliquent aux silicones ordinaires ou polydiméthylsiloxanes.
Le pouvoir lubrifiant de ces produits peut être amélioré de
plusieurs manières :
— greffage de groupements aromatiques (silicones phénylés
ou polyméthylphénylsiloxanes) : ces produits possèdent une stabilité thermique supérieure aux silicones ordinaires. Leur tension
superficielle est augmentée mais leur indice de viscosité est diminué.
Leur prix est très élevé (50 à 70 fois celui des huiles minérales) ;
— introduction de chlore (silicones chlorés ou chlorophénylés
ou polyméthylchlorophénylsiloxanes) : cela améliore leur pouvoir
lubrifiant tout en conservant leur stabilité thermique ; mais leur prix
beaucoup plus élevé limite leur emploi ;
— introduction de fluor (silicones fluorés ou fluorosilicones,
comme par exemple les polytrifluoropropylméthylsiloxanes) :
comparables du point de vue du pouvoir lubrifiant aux huiles
minérales, ils sont très stables thermiquement, mais malheureusement excessivement chers (700 fois le prix des huiles minérales).
Les huiles silicones sont utilisées sous forme d’huiles ou de
graisses pour des applications spéciales, lorsque les températures
sont extrêmes, en présence d’agents chimiques ou de solvants, dans
l’industrie alimentaire pour certaines d’entre elles et pour des applications dans les industries électriques et électroniques (produits
isolants et hydrophobes).
1.3.5.2 Esters siliciques
Les esters siliciques, ou silicates esters, sont des esters d’acides
orthosiliciques ou disiliciques.
Dénués de bonnes propriétés lubrifiantes et sensibles à l’hydrolyse
(fonction ester), ils sont surtout utilisés comme fluide hydraulique
pour l’aviation supersonique (fluide M2V de Concorde, par exemple),
ainsi que pour la fabrication de lubrifiants spéciaux et de liquides
de freins pour véhicules de compétition.
1.3.6 Polyphényléther(s)
De nombreuses structures ont été synthétisées dès 1955 pour les
besoins de l’US Air Force. Un seul produit est actuellement
disponible : le pentaphényléther de Monsanto (désigné Santovac 5
ou OS 124 ). C’est un des lubrifiants les plus thermostables. Il présente une excellente résistance aux radiations, aux agents chimiques
ainsi qu’à l’hydrolyse, et possède de très faibles volatilité et tension
de vapeur, un point d’auto-inflammation voisin de 600 oC et des propriétés lubrifiantes comparables à celles des huiles minérales. Ce
produit pourrait constituer un lubrifiant exceptionnel, malheureusement son point d’écoulement (+ 5 oC) et son prix excessivement
élevé (1 000 à 2 000 fois celui des huiles minérales) font qu’il est
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réservé à des applications militaires ou nucléaires ainsi qu’à la
lubrification des pompes à vide très poussé. Ce produit peut être
fludifié par des solvants chlorés comme le trichloréthylène ou
le 1, 1, 1-trichloréthane.
Ce sont des composés chlorés, fluorés ou chlorofluorés.
1.3.7.1 Composés chlorés
Les diphényles chlorés ou polychlorobiphényles (PCB) sont
désignés par le terme générique d’Askarel ou par leurs marques
commerciales (Pyralène, Arochlor, Chlorophen, etc.).
Dans le passé, leurs excellentes propriétés de résistance au feu
et diélectriques les ont fait largement utiliser comme fluides isolants
dans les transformateurs et, plus rarement, comme fluides hydrauliques de sécurité (industrie minière en Allemagne). Aujourd’hui, les
risques de formation de dioxines et de furanes lors de leur exposition
à de très hautes températures les ont écartés de ces applications.
Des produits de remplacement moins toxiques sont en cours de
développement.
1.3.7.2 Composés fluorés
■ Fluorocarbones ou fluorocarbures
Ils possèdent une excellente résistance à la température, mais ont
des propriétés lubrifiantes déplorables qui limitent leur utilisation
aux seuls fluides caloporteurs pour des applications très spécifiques.
■ Perfluoropolyéthers (PFPE)
Ils sont également appelés polyéthers perfluoroalkylés ou
simplement perfluoroéthers. Si ce n’était leur prix très élevé (500
à 1 000 fois celui des huiles minérales), ils seraient, de loin, les
meilleurs lubrifiants liquides utilisables entre – 70 et + 300 oC. Ils sont
actuellement synthétisés par Du Pont de Nemours sous la marque
Krytox , et par la division Montefluos de Montedison sous les
désignations Fomblin  Y (perfluoropropylpolyéthers) et Fomblin  Z
(perfluoroéthylpolyéthers), plus performants que les précédents.
Leur stabilité thermique et leur résistance à l’oxydation sont exceptionnelles, de même que leur résistance au feu (complètement
ininflammables). Ils présentent une très grande inertie chimique
vis-à-vis de l’oxygène, des halogènes, des acides, des bases, etc. Ils
sont dotés d’un très bon pouvoir lubrifiant, d’une excellente résistance à l’hydrolyse, d’une très faible tension de vapeur qui peut
encore être améliorée par distillation (série Fomblin VAC ).
Ils présentent également un bas point d’écoulement (– 30 à – 60 oC,
et même – 90 oC pour Fomblin série Z ), une bonne compatibilité avec
les matériaux plastiques, les élastomères et les métaux et une bonne
résistance aux radiations (inférieure cependant à celle du polyphényléther). Leur masse volumique élevée (1,9 à 2 kg/dm3) augmente
le prix de la charge d’huile. Leurs utilisations sont très variées, mais
limitées à des applications stratégiques ou exceptionnellement
sévères comme, par exemple, la lubrification en milieu agressif très
chaud, en milieu corrosif ou réactif, en présence de chlore, d’acide,
etc., la lubrification des compresseurs de gaz réactif (O2), la lubrification en présence d’oxygène liquide (pompes en sidérurgie), la
lubrification de pompes à vide à diffusion, des matériels d’enregistrement et informatiques, la préparation de graisses spéciales (haute
température, vide, radiations) épaissies par du PTFE ou par de la
silice colloïdale et la formulation de fluides hydrauliques non
inflammables.
1.3.7.3 Composés chlorofluorés
Les polychlorofluorocarbones sont en fait exclusivement des polychlorotrifluoroéthylènes. Ils possèdent une plus faible stabilité thermique que les fluorocarbures et sont (ou ont été) commercialisés
sous la désignation Voltalef d’Atochem en France, Fluorolube, Kel-F,
Halocarbon aux États-Unis.
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Malgré un ensemble de propriétés intéressantes (stabilité thermique jusqu’à 260 oC, inertie chimique, propriétés antiusure et
extrême-pression sous charges élevées, bonne résistance au feu),
ils sont supplantés par les perfluoropolyéthers (PFPE), à cause
notamment de leur prix élevé, d’indices de viscosité bas ou négatifs
et d’une certaine volatilité avec décomposition thermique en produits toxiques.
2. Graisses lubrifiantes
Une graisse lubrifiante est un produit de consistance semi-fluide
obtenue par dispersion d’un agent épaississant ou gélifiant dans une
huile lubrifiante minérale ou synthétique, et pouvant comporter
divers additifs destinés à lui conférer des propriétés particulières
selon les applications visées.
Une illustration souvent évoquée de la structure d’une graisse à
savon métallique est celle d’une éponge imbibée de liquide. Bien
que certains savons et autres agents gélifiants possèdent naturellement un pouvoir lubrifiant, c’est l’huile qui assure la fonction principale de lubrification par exsudation et alimentation du film d’huile.
Certains produits constitués d’un solide pulvérulent dispersé dans
une huile, généralement désignés pâtes lubrifiantes, sont dans la
pratique considérés comme des graisses.
Les graisses lubrifiantes sont utilisées de préférence aux huiles
lorsque la quantité de chaleur à éliminer du mécanisme à lubrifier
est faible (faible vitesse de glissement, même sous forte charge,
vitesse moyenne mais charge modérée, etc.). En effet, de par sa
consistance, la graisse reste en place dans le contact même à l’arrêt,
et évite ainsi l’utilisation de circuits de lubrifiant compliqués et onéreux tout en protégeant bien les surfaces frottantes des agressions
du milieu extérieur (rouille, corrosion, abrasion par les poussières,
etc.). Elle contribue aussi à l’étanchéité des mécanismes et permet
de simplifier la conception des joints. Grâce à cela, elle facilite les
possibilités de graissage à vie de nombreux organes (roulements,
articulations, câbleries, etc.).
nelles pour l’automobile, à cause notamment de leur très bonne
résistance au cisaillement ;
— les graisses à savon de calcium (≈ 8 %, en régression) qui
existent sous forme hydratée pour des applications peu sévères et
sous forme anhydre pour des applications à plus haute température ;
moins performantes que les graisses au lithium, elles présentent
cependant l’avantage d’un excellent comportement en présence
d’eau et d’un plus faible prix ;
— les graisses à savon d’aluminium (< 0,5 %) qui ne conviennent
pas pour la lubrification des roulements car elles sont trop
cisaillables, mais trouvent quelques applications (articulations,
pivots, engrenages nus, etc.) grâce à leur qualité d’adhérence et de
tenue à l’eau ;
— les graisses à savon de sodium qui ne sont plus guère utilisées,
à cause notamment de leur sensibilité à l’eau.
Les avantages et les inconvénients de ces graisses à savon simple
sont résumés dans le tableau 3.
(0)
Tableau 3 – Comparaison des graisses à savon simple
Type
de savon
Lithium
●
Calcium
hydraté
●
Calcium
anhydre
●
Aluminium
●
Sodium
●
2.1 Agents épaississants
L’agent épaississant constitue la phase solide dispersée de la
graisse. De nature organométallique, organique ou minérale, il se
présente soit comme un enchevêtrement de fibres (et forme alors
un réseau tridimensionnel appelé gélifiant), soit comme une dispersion de solides pulvérulents. La consistance et la stabilité structurale
de la graisse dépendent de la nature et de la concentration de l’agent
épaississant qui est comprise entre 5 et 40 %. En ne tenant compte
que de la nature chimique de l’agent épaississant, les principaux
types de graisses sont les suivants.
2.1.1 Graisses à savons
2.1.1.1 Graisses à savons métalliques simples
ou graisses conventionnelles
La plupart des graisses de bonne qualité sont obtenues par
réaction d’un hydroxyde métallique (de lithium, de calcium, de
sodium) ou, dans le cas des savons d’aluminium, de l’alcoolate d’aluminium, avec un acide gras dont le plus utilisé est l’acide
12-hydroxystéarique. D’autres graisses moins onéreuses, de qualité
inférieure et destinées à des applications peu sévères, sont préparées
par réaction d’un corps gras naturel avec un acide gras qui est souvent l’acide stéarique ou l’acide oléique.
Les principales graisses à savons métalliques simples sont, par
ordre d’utilisation décroissante :
— les graisses à savon de lithium (40 à 50 %), qui constituent
l’essentiel des graisses à roulements et des graisses multifonction-
Avantages
Bonne résistance
à l’eau et au cisaillement
● Point de goutte environ
190 oC
Inconvénients
●
Stables jusqu’à 140 oC
o
Résistance à l’eau
● Limités à 60-70 C
(au-delà, l’eau de
Peu onéreux
stabilisation s’évapore)
● Point de goutte environ
100 oC
● Bon pouvoir lubrifiant
●
Bonne résistance
à l’eau et au cisaillement
● Point de goutte environ
145 oC
● Bon pouvoir lubrifiant
●
Limités à 120-130 oC
Bonne résistance
● Pas compatibles
à l’eau
avec les autres savons
● Bonne adhérence
● Résistance médiocre
naturelle
au cisaillement
● Point de goutte environ
o
120 C
Structure fibreuse
Peu onéreux
● Point de goutte
supérieur à 150 oC
●
Solubles à l’eau
●
2.1.1.2 Graisses à savons métalliques mixtes
Ces savons proviennent de la réaction d’un acide gras, généralement l’acide 12-hydroxystéarique, sur un mélange de deux bases,
pratiquement toujours les hydroxydes de calcium et de lithium et
en aucun cas d’un mélange de graisses à savons simples correspondant à ces métaux. Certaines graisses mixtes au lithium-calcium
représentent un compromis technico-économique entre les graisses
simples correspondantes : assez bonne résistance au cisaillement
mécanique, bonne tenue à l’eau, température maximale d’utilisation
intermédiaire. Elles sont utilisées en tant que graisses multiusages
pour l’automobile.
2.1.1.3 Graisses à savons métalliques complexes
Ces savons sont préparés par réaction d’une base métallique
(hydroxyde de calcium, de lithium ou alcoolate d’aluminium) sur un
mélange de deux acides organiques (l’un à longue chaîne, l’autre
à courte chaîne) dans des proportions variables permettant de moduler les propriétés et les performances des graisses obtenues.
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LUBRIFIANTS
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L’avantage de ces savons complexes est de posséder un point de
fusion (point de goutte ) très élevé (supérieur à 250 oC), ce qui permet
leur utilisation jusqu’à des températures de 150 oC en continu et
180 oC en pointe. Ils résistent bien au cisaillement mécanique et
offrent une bonne protection antirouille, ce qui permet la confection
de graisses haute température multiusages. Cependant, celles-ci ont
tendance à durcir lors de stockages prolongés, et de conduire parfois
à des difficultés de lubrification à basse température (ressuage insuffisant).
Les plus utilisées sont les graisses à savon de lithium complexe
(≈ 22 % du marché mondial). Celles à base de savon de calcium
complexe sont en général en régression (4 à 5 %), sans doute à cause
de leur incompatibilité avec la plupart des autres graisses. Les
graisses à base de savon d’aluminium complexe sont moins utilisées
en Europe qu’aux États-Unis. Certains fabricants de graisses proposent des graisses à savon complexe de baryum pour leur bon
comportement sous charges très élevées et leur bonne tenue à l’eau
et surtout à la vapeur.
Les avantages et inconvénients des différentes graisses à savon
complexe sont rassemblés dans le tableau 4.
(0)
Tableau 4 – Comparaison des graisses
à savon complexe
Type
de savon
Lithium
complexe
Calcium
complexe
Avantages
●
● Bon comportement
général
● Bonnes propriétés antiusure et extrême-pression
● Prix moyen
● Point de goutte supérieur à 300 oC
●
●
Fabrication délicate
Prix assez élevé
Durcit avec la température
Tend à durcir au
stockage
● Incompatible avec les
autres savons simples
et complexes
●
Aluminium ● Excellente résistance
complexe à l’eau
● Bonne pompabilité
● Prix faible
● Point de goutte supérieur à 250 oC
●
Baryum
complexe
●
● Résiste à des charges
élevées
● Bonne résistance à
l’eau et à la vapeur
● Point de goutte supérieur à 260 oC
Incompatible avec les
autres savons simples
et complexes
Prix élevé
Métal lourd (toxicité)
● Incompatible avec les
autres savons simples et
complexes
●
2.1.2 Graisses sans savon
Les autres agents épaississants servant à la préparation des
graisses dites sans savon ou infusibles, dont le point de goutte
excède généralement 260 oC, sont, de ce fait, employées le plus souvent pour des applications à haute température. Rarement utilisées
en lubrification automobile, ces graisses sont surtout réservées à des
applications industrielles spécifiques. Les principales graisses
entrant dans cette catégorie sont les suivantes.
Les graisses à base de silico-aluminates (argiles), comme
les bentonites, rendues oléophiles par un traitement chimique approprié (formation d’un sel d’ammonium quaternaire) sont infusibles
et présentent une très bonne résistance à l’oxydation.
Les graisses à base de polyurées aromatiques sont utilisées
pour la préparation de graisses à point de goutte élevé pour les appli-
BM 5 341 − 10
Il existe par ailleurs d’autres types d’agents gélifiants
thermostables tels que, par exemple, le graphite, le noir de carbone
(carbon black ), le polytétrafluoroéthylène (PTFE), certains alkylarylsulfonates de calcium hyperbasiques modifiés, les téréphtalamates
de sodium, les pigments colorés tels que la phtalocyanine de cuivre
(couleur bleue) et l’indanthrène (jaune). Ces derniers, malgré des
propriétés thermiques intéressantes, ont l’inconvénient de tacher
l’ensemble de l’atelier et, de ce fait, ne sont plus guère employées.
Les avantages et les inconvénients des trois principales graisses
sans savon sont donnés dans le tableau 5.
(0)
Tableau 5 – Comparaison des trois principales
graisses sans savon
Inconvénients
Stables jusqu’à
150-160 oC
● Bonne résistance à l’eau
et au travail mécanique
● Point de goutte supérieur à 250 oC
●
cations à haute température, du fait de leur excellente résistance à
l’oxydation. Dotées de bonnes propriétés lubrifiantes, les graisses
à base polyurée résistent bien à l’eau et à la vapeur d’eau. En
revanche, elles sont onéreuses et de fabrication délicate en raison
du caractère dangereux d’un des produits utilisés pour leur
préparation.
Les graisses à base de silice colloïdale (gel de silice), généralement rendues hydrophobes à l’aide de composés polaires, présentent l’avantage de posséder une plage d’utilisation s’échelonnant
entre – 50 oC et de très hautes températures selon la nature de l’huile
de base et des additifs qui lui sont associés.
Agent
épaississant
Bentonite
Avantages
Inconvénients
Pas de point de
goutte
Additivation délicate
Faible tenue au cisaillement mécanique
● Inadaptées aux vitesses
élevées
●
●
●
Silice
colloïdale
●
Pas de point de
goutte
● Fabrication aisée
● Faible stabilité au
cisaillement mécanique
● Pouvoir lubrifiant
médiocre
Polyurée
aromatique
●
Excellente stabilité
thermique (supérieure
à celle des savons
complexes)
● Bonne résistance à
l’eau
● Bonne résistance
aux vibrations
Coût élevé
Fabrication très délicate
(toxicité)
● Couple de frottement
élevé
●
●
2.2 Huiles de base lubrifiantes
La fonction lubrifiante d’une graisse exempte de lubrifiants solides
est assurée principalement par l’huile, qui représente entre 80 et 95 %
de la masse de la graisse.
Le choix de la viscosité de l’huile de base dépend :
— des conditions d’utilisation de la graisse : faible viscosité pour
grande vitesse et basse température, viscosité élevée pour forte
charge, faible vitesse, présence d’eau, haute température ou stockage prolongé ;
— du taux désiré du ressuage de l’huile, nécessaire à la bonne
alimentation du film lubrifiant. En effet, le ressuage diminue, au
risque même de devenir insuffisant, lorsque la viscosité croît.
De plus, pour maintenir en service les caractéristiques de la
graisse, les huiles sont choisies pour être les moins volatiles et les
moins oxydables possibles.
Dans le domaine de l’automobile et de l’industrie, la grande majorité des graisses sont à base d’huiles minérales, mais on rencontre
de plus en plus des graisses à base d’huiles de synthèse pour
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répondre à des exigences particulières telles que les hautes et les
basses températures d’utilisation.
Les principales huiles entrant dans la composition des graisses
sont comparées dans le tableau 6.
à l’utilisation des huiles minérales paraffiniques, ce qui a obligé les
fabricants à reformuler leurs graisses pour tenir compte de leur
moindre pouvoir solvant. Cependant, les bases naphténiques restent
préférées aux bases paraffiniques pour la formulation des graisses
destinées aux applications à basses températures et des graisses
pour les systèmes de graissage centralisés (meilleure pompabilité).
2.2.1 Huiles minérales
Les huiles minérales, issues du raffinage des bruts paraffiniques
ou naphténiques, sont, de très loin, les plus utilisées car elles
apportent le meilleur compromis performances-prix pour la plupart
des applications courantes.
Pour des raisons de facilités de fabrication liées à leur bon pouvoir
solvant vis-à-vis des savons, les huiles naphténiques furent traditionnellement les plus utilisées dans le passé mais, actuellement,
ces bases étant toutes importées donc plus chères, la tendance est
2.2.2 Huiles de synthèse
L’utilisation de bases synthétiques n’a d’intérêt que lorsque l’agent
épaississant ne limite pas les avantages de ces lubrifiants. Il convient
aussi de préciser que tous les fluides de synthèse ne sont pas
compatibles avec tous les épaississants ; l’utilisation d’agents modificateurs de structure peut, dans certains cas, améliorer cette compatibilité.
(0)
Tableau 6 – Comparaison des huiles de base entrant dans la composition des graisses
Huiles de base
Avantages
Huiles minérales
●
●
●
●
Polyalphaoléfines (PAO)
●
●
●
●
●
Esters
●
●
●
●
●
Dialkylbenzène (DAB)
●
●
●
Inconvénients
Faible prix
Large gamme de viscosité
Bon pouvoir lubrifiant
Compatibilité avec épaississants et additifs
Températures d’emploi limitées (de – 20 oC pour les
paraffiniques jusqu’à 120 à 160 oC selon viscosité)
o
● Oxydation à partir de 120 à 160 C
Bonne résistance à la thermo-oxydation
Fluidité à basses températures (– 50 oC)
Faible volatilité
Indice de viscosité élevé
Compatibles avec huiles minérales et esters
●
Fluidité à basses températures (– 60 oC)
Très bon pouvoir lubrifiant
Bonne stabilité thermique
Bonne solubilité des épaississants et additifs
Compatibles avec huiles minérales, PAO, PAG
Fluidité à basses températures (– 40 oC)
Prix moyen
Bonne solubilité des savons et des additifs
●
●
●
Surtout disponibles en qualité fluide
Attaque de certains élastomères, plastiques et peintures
Grande diversité de structures nécessitant une sélection
rigoureuse
● Prix élevé
●
●
●
●
●
●
●
Polyalkylèneglycols (PAG)
●
●
●
●
Silicones
●
●
●
●
●
●
Perfluoropolyéthers (PFPE)
●
●
●
●
●
Polyphényléthers (PPE)
●
●
●
●
Solubilité limitée des épaississants et des additifs (1)
Pouvoir lubrifiant moyen (1)
Prix relativement élevé
Très bon pouvoir lubrifiant
Bon comportement à chaud (peu de dépôts)
Indice de viscosité très élevé
Bas point d’écoulement (– 20 à – 50 oC)
●
Très haute stabilité thermique
Excellent indice de viscosité
Fluidité à basses températures (jusqu’à – 70 oC)
Grande inertie chimique
Faible volatilité
Non toxique
●
Excellente résistance à la thermo-oxydation
Ininflammable
Inertie chimique exceptionnelle
Très bon pouvoir lubrifiant
Faible volatilité
●
Excellente résistance à la thermo-oxydation
Très bonne résistance aux agents chimiques
Bon pouvoir lubrifiant
Faible volatilité
●
Gamme de viscosité réduite
Volatilité élevée
Attaque de certains élastomères et peintures
Pouvoir lubrifiant limité
Affinité pour l’eau
Attaque de certains élastomères et peintures
● Non miscible avec huiles minérales, PAO et nombreux
additifs
● Prix relativement élevé
●
●
●
●
●
●
●
●
Très faible pouvoir lubrifiant vis-à-vis des métaux
Prix élevé à très élevé
Incompatible avec la plupart des autres huiles et additifs
Prix extrêmement élevé
Masse volumique élevée (≈ 1,9 kg/dm3)
Incompatible avec la plupart des autres huiles et additifs
Risque de corrosion et de toxicité
Prix exceptionnellement élevé
Peu disponible sur le marché (un seul fabricant)
Point d’écoulement très haut (+ 5 oC)
(1) défauts corrigés par addition d’esters
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LUBRIFIANTS
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2.3 Additifs
3.1.1 Lubrifiants solides en poudre
Les additifs entrant dans la composition des graisses peuvent être
solubles dans l’huile ou insolubles (lubrifiants solides). Ils sont, le
plus souvent, de même nature que ceux utilisés dans les huiles lubrifiantes, mais on y ajoute certains additifs spécifiques tels que des
agents d’adhérence (ou agents filants ), des modificateurs de structure, des colorants, des masques d’odeurs, etc.
Les additifs solubles sont essentiellement des additifs antioxydants (phénoliques et aminés), des additifs antirouille et anticorrosifs
(sulfonates, phosphates d’amines, dérivés du benzotriazole, etc.),
des additifs extrême-pression et antiusure (composés soufrés, phosphorés et phospho-soufrés), des additifs abaisseurs de point
d’écoulement (polyméthacrylates), des agents d’adhérence (polyisobutènes), des réducteurs et des modificateurs de frottement
(corps gras et dérivés, phosphates d’amine, acides gras, etc.). Des
additifs modificateurs de structure tels que l’eau, les glycols, la glycérine, etc., sont souvent utilisés lors de la fabrication de la graisse
pour rigidifier et stabiliser le réseau de savon.
Les produits d’addition insolubles sont considérés comme
additifs améliorant le pouvoir lubrifiant lorsque, utilisés à faible
teneur (quelques pour-cent), ils s’ajoutent à l’agent épaississant. Il
s’agit, par ordre d’importance, du bisulfure de molybdène, du
graphite et, plus rarement, du PTFE. Ils sont considérés comme
agents épaississants pour des teneurs très supérieures (20 à 60 %)
et sont, dans l’ordre de fréquence d’utilisation, le graphite, le noir
de carbone et le PTFE.
L’utilisation de ces lubrifiants sous forme de poudre est
extrêmement limitée, elle ne concerne pratiquement que l’application de bisulfure de molybdène très filmogène sur des surfaces préparées à cet effet par frottement au cuir, par bufflage et au tonneau.
3. Lubrifiants solides
Ce sont des composés solides facilement cisaillables par frottement, du fait :
— d’une structure lamellaire : graphite, bisulfure de molybdène
(MoS2 ), fluorure de graphique (CFx ), nitrure de bore (BN), etc. ;
— d’une structure polymérique à longue chaîne droite orientée :
polytétrafluoroéthylène (PTFE), polyamides, polyacétals, polyimides, etc. ;
— d’une faible dureté ; métaux mous comme le plomb, l’étain,
l’argent, l’indium ou leurs alliages.
Les produits les plus utilisés sont le graphite, le bisulfure de
molybdène et le PTFE.
Les lubrifiants solides sont utilisés soit seuls, en substitution des
graisses (lubrification sèche), soit associés aux lubrifiants conventionnels pour améliorer leurs performances en régime de lubrification limite ou assurer une lubrification temporaire de secours en cas
de défaillance accidentelle du système de graissage.
Ils ne peuvent être utilisés seuls à la place d’un lubrifiant liquide
puisqu’ils ne permettent pas l’élimination des calories et donnent
lieu à des coefficients de frottement plus élevés (0,03 à 0,3). Ils ne
devraient donc être utilisés seuls que dans le cas de fonctionnement
à faible vitesse de glissement, mais sous des charges et à des températures pouvant être très élevées.
Pour certaines applications (aérospatiale, nucléaire, cryogénique,
etc.), il n’y a pas d’alternative à l’utilisation de certains de ces produits
du fait de leur tenue sous vide, en présence de radiations, à très
basses ou très hautes températures, etc.
3.1 Mise en œuvre des lubrifiants solides
Les lubrifiants solides sont mis en œuvre sous forme de poudres,
de dispersions dans un fluide (huile, eau, solvant), dans les graisses
et pâtes lubrifiantes, sous forme de vernis de glissement et de matériaux composites autolubrifiants.
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3.1.2 Dispersions de lubrifiants solides
Il existe trois types de dispersions de lubrifiants solides dans un
fluide selon l’objectif visé.
3.1.2.1 Dispersions de petites quantités de lubrifiants solides
Dans ce cas, le bisulfure de molybdène et/ou le graphite sont destinés à améliorer les propriétés lubrifiantes en régime limite de lubrifiants liquides traditionnels tels que les huiles de transmissions, les
lubrifiants pour réducteurs lents et chargés et, quelquefois, les huiles
pour moteurs (à très faible teneur). Ils ne présentent alors de l’intérêt
qu’en cas de conditions de lubrification critiques : surchauffe,
défaillance dans l’alimentation du film de lubrifiant, démarrage et
arrêt des mécanismes. L’incorporation de lubrifiants solides dans
une huile de graissage doit être faite par le formulateur et non par
l’utilisateur, à cause de risques sérieux de floculation et d’antagonisme avec les autres constituants du produit.
3.1.2.2 Dispersions de lubrifiants à forte teneur
dans un fluide (eau, huile fluide, solvant volatil)
Elles sont utilisées pour la lubrification lors d’opérations de
formage à chaud et à froid de métaux (forgeage, extrusion, emboutissage profond, etc.) ou pour la lubrification à haute température
de galets, chaînes, paliers, articulations fonctionnant dans des fours,
étuves de séchage, installations de verrerie, etc. Dans ce cas, le fluide
sert de véhicule et s’évapore en laissant en place un film sec autolubrifiant. L’application de ces produits peut être réalisée au trempé,
par enduction au pinceau ou à la brosse, au pistolet, à l’aide d’un
générateur d’aérosol ou par électrodéposition.
3.1.2.3 Dispersions de lubrifiants solides dans les graisses
Elles ont été examinées au paragraphe 2 ; cependant, des
dispersions à haute teneur en lubrifiants solides dans des huiles sont
utilisées comme pâtes d’assemblage et de montage pour le prétraitement de surfaces destinées à être emmanchées à force, vissées,
ou pour faciliter le rodage de surfaces frottantes et, dans le cas
d’assemblages fixes, leur démontage (pâtes antigrippantes). Ces
pâtes, outre des lubrifiants solides comme le graphite, le bisulfure
de molybdène et le PTFE, contiennent des métaux mous ou des
oxydes métalliques en poudre (cuivre, zinc, plomb, oxyde de plomb,
de zinc, etc.), des additifs extrême-pression très actifs et des additifs
antirouille.
3.1.3 Vernis de glissement
Les vernis de glissement, encore appelés feuils, sont des
dispersions de lubrifiants solides dans une matrice, ou liant, qui peut
être organique ou inorganique et peut comporter des additifs anticorrosion. Ce sont, en quelque sorte, des peintures dans lesquelles
les pigments colorés seraient remplacés par des poudres de lubrifiants solides (figure 2). Comme les peintures, ils sont mis en œuvre
par trempé, par enduction au pinceau, à la brosse ou au rouleau,
par pulvérisation au pistolet ou à la bombe aérosol, ou par électrodéposition sur une surface qui doit être très propre, donc soigneusement dégraissée, et présenter une certaine rugosité pour mieux
accrocher le film. Cela est obtenu par grenaillage ou microbillage
ainsi que par des traitements chimiques de conversion qui rendent
la surface poreuse et constituent de bonnes couches de liaison. La
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phosphatation pour métaux ferreux, l’anodisation pour les alliages
d’aluminium et de titane, l’oxalatation pour les métaux cuivreux et
les aciers inoxydables, le bichromatage pour les alliages de magnésium sont les traitements les plus employés. Il existe deux grandes
catégories de vernis de glissement.
3.1.3.1 Vernis à matrices organiques
Ces vernis, polymérisables à température ambiante ou à chaud
(120 à 250 oC), sont à base de résines acryliques, alkydes, cellulosiques, polyuréthannes pour ceux durcissant à l’air, et de résines phénoliques, époxy, époxy-phénoliques, polyamides, polyimides et
silicones phénylées pour ceux durcissant à chaud. Les lubrifiants
solides incorporés à ces résines sont essentiellement le graphite, le
bisulfure de molybdène (MoS2 ), le polytétrafluoroéthylène (PTFE),
le fluorure de graphite (CFx ), le nitrure de bore (BN) ou des mélanges
synergiques (tels que graphite + MoS 2 + PTFE ; graphite + CF x ;
MoS2 + trioxyde d’antimoine (Sb2O3 ) ; MoS2 + stéarate de lithium,
etc.). Certains de ces vernis contiennent, en outre, des additifs inhibiteurs de corrosion comme le phosphite de sodium, le nitrite de
sodium, le chlorure staneux, le phosphite de plomb, le trioxyde
d’antimoine etc., et des métaux mous en poudre ou en paillettes
parmi lesquels on trouve le plomb, l’argent, le cuivre, le bronze,
l’étain, le cupro-plomb et différentes compositions de régules.
Selon la nature de la résine et selon l’application, les solvants
utilisés pour mettre en œuvre les vernis de glissement organiques
sont l’eau, les hydrocarbures (naphta, white spirit, etc.), les solvants
chlorés (trichloréthane, en régression), les solvants aromatiques
(toluène), les cétones, les alcools (alcool isopropylique), les acétates
d’éthyle et d’amyle, les solvants chlorofluorés (CFC en voie de disparition) et les solvants fluorés (HFC).
L’avantage des vernis de glissement organiques tient à ce qu’ils
confèrent, aux surfaces revêtues, une certaine protection contre la
corrosion, surtout lorsqu’ils sont thermodurcissables (résines phénoliques, époxy, silicones, polyimides, etc.).
3.1.3.2 Vernis à matrices inorganiques
Ils ont pour liants des sels comme les silicates alcalins (de sodium
ou de potassium), les phosphates de sodium ou d’aluminium, le
borate de sodium, le mélange eutectique de fluorures de calcium
et de baryum, des organo-sels comme les titanates de butylpolymère
(TBP) ou de butylmonomère (TBM), des verres, des céramiques
(émaux) à base d’alumine (Al2O3 ), de carbure de bore (B4C), de
nitrure de silicium (Si3N4 ), de carbure de silicium (SiC), de mélange
de silice et d’oxyde de plomb (SiO2 /PbO), des cermets comme par
exemple [Al2O3 + Cr, Mo], [Cr3C2 + Ni, Cr, Co], [WC + Ni, Fe, Cr, Co],
etc. Ils lubrifient moins bien que les vernis organiques au-dessous
de 250 oC mais mieux au-dessus puisqu’ils sont utilisables jusque
vers 1 100 oC.
Les vernis de glissement ont des épaisseurs qui, en général,
varient de 5 à 15 µm et dont il faut parfois tenir compte dans les
cotes de montage et les tolérances d’ajustement.
3.1.4 Revêtements autolubrifiants préfabriqués
sur support
Il existe de très nombreux revêtements autolubrifiants composites
se présentant sous forme d’un film de 10 à 100 µm d’épaisseur
déposé sur un support métallique, généralement un feuillard d’acier.
Les pièces terminées se présentent sous forme de bagues, de
douilles, de demi-coussinets, de rondelles, de butées, etc. Elles sont
fabriquées par découpe et roulage pour les formes cylindriques, à
partir de bandes continues. La surface de frottement peut être lisse
ou bien comporter des petites indentations circulaires formant des
réserves d’huile et permettant aux surfaces de fonctionner sans
regraissage durant de longues périodes. Des pièces diverses (cages,
bagues, billes et rouleaux de roulements, rotules, engrenages,
glissières, vannes, visseries, etc.) peuvent être revêtues par ces films.
Les principales technologies existantes sont les suivantes.
3.1.4.1 Couches de bronze, de bronze au plomb
ou de régules poreux
Elles sont obtenues par frittage sur un support d’acier et imprégnées à cœur de résines autolubrifiantes telles que du PTFE, du polyacétal, du polyéther-éther cétone (PEEK), du polyphénylène-sulfure
(PPS). Ces couches peuvent contenir des produits d’addition tels que
de fines particules de plomb, de graphite et de PTFE (dans matrice
PEEK), etc. (figure 3).
3.1.4.2 Couches de résines autolubrifiantes
Elles rassemblent essentiellement le PTFE et les polyimides, mais
aussi les polyacétals, les résines phénoliques, vinylphénoliques et
époxy, chargées de lubrifiants solides en poudres (graphite, MoS2 ,
WS2 , WSe2 , etc.) ou en fibres (carbone/graphite, PTFE) et de métaux
mous (Pb, Cu, Ag, In, Ga) et peuvent être renforcés avec des fibres
de textiles, de verre, de carbone tissées ou non tissées, ou même
avec un treillis (grille) en acier, en acier inoxydable ou en cuivre
(figure 4).
Certaines couches de résines comportent des inclusions d’huile
sous forme de microgouttelettes (revêtements Adhésoil  ) qui permettent une lubrification liquide en libérant, par usure du liant, une
quantité minime d’huile (figure 5). Celle-ci est soit un perfluoropolyéther (PFPE), soit une huile silicone. La matrice est généralement une résine époxy.
Figure 3 – Revêtement autolubrifiant préfabriqué sur support
Figure 2 – Vernis de glissement
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LUBRIFIANTS
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La troisième catégorie est celle des métaux frittés poreux (Ni, Ag,
Ag-Cu, bronze, alliage gallium-indium, Ta, Ta-Mo, Mo-Nb-W, Co, Fe,
etc.) imprégnés de résines autolubrifiantes (PTFE notamment) et de
lubrifiants solides (MoS2 , WS2 , MoSe2 , NbSe2 , WSe2 , eutectique
CaF2 /BaF2 ). Certaines de ces compositions sont destinées à des
applications non conventionnelles (très hautes ou très basses températures, vide poussé, radiations, etc.).
3.2 Caractéristiques des principaux
lubrifiants solides
Les principaux lubrifiants solides sont comparés dans le tableau 7.
Figure 4 – Revêtement autolubrifiant préfabriqué sur support
avec fibres et armatures de renforcement (exemple revêtement
Pydane)
3.2.1 Lubrifiants solides lamellaires
3.2.1.1 Graphite
Figure 5 – Revêtement autolubrifiant à inclusions d’huile
(revêtement Adhesoil )
Ces produits existent en plusieurs gammes d’épaisseurs :
— couches minces (0 à 15 µm) renfermant aussi un lubrifiant
solide (MoS2 , PTFE) ;
— couches moyennes (20 à 80 µm) constituées uniquement de
résine et d’huile ;
— couches épaisses (supérieures à 80 µm) incorporant un durcisseur.
3.1.5 Matériaux autolubrifiants massifs
Mis en œuvre par moulage ou frittage, ces matériaux autolubrifiants massifs servent à la fabrication de paliers secs, d’engrenages,
de joints, de contacts électriques glissants, de cages de roulements,
etc. Ils sont souvent en polymères (PTFE, polyamides, polyacétals)
purs ou chargés avec des lubrifiants solides (MoS2 par exemple)
et/ou des poudres métalliques (Pb, Cu, bronze). Ils peuvent être
armés avec des fibres tissées ou non tissées de textiles (coton, polyesters, Nomex), des fibres de verre et des fibres de carbone ou de
graphite. Dans le cas de fibres abrasives (verre), lorsque le matériau
autolubrifiant s’use, le réseau de fibres de renforcement doit être
tel que l’extrémité des fibres n’entre pas en contact avec la surface
antagoniste.
La deuxième grande catégorie de matériaux massifs autolubrifiants est celle des graphites et des carbones frittés pouvant être
imprégnés par des résines ou des métaux (Ag, Cu, Pb). Ils peuvent,
en outre, contenir des lubrifiants solides en poudre (MoS2 , PTFE)
et être renforcés par des fibres de carbone.
BM 5 341 − 14
De couleur gris-noir, le graphite est le plus ancien lubrifiant solide
connu. C’est aussi le moins cher et le plus utilisé. Sa structure hexagonale est caractérisée par de fortes liaisons covalentes entre les
atomes de carbone d’une même couche mais, en revanche, par une
liaison faible, de type Van der Waals, entre les atomes de carbone
des couches différentes, d’où une faible résistance au cisaillement
entre couches et de bonnes propriétés de frottement. Il existe à l’état
naturel, mais présente alors des qualités tribologiques très variables
en fonction de son taux de cristallinité carbone graphitisé/carbone
amorphe et de sa pureté. Il est également produit par synthèse, avec
un haut degré de pureté et de cristallinité, à partir de coke de pétrole.
Les propriétés lubrifiantes des graphites peuvent donc varier
considérablement d’un échantillon à l’autre et leurs prix s’étager
dans un rapport de 1 à 10.
Les propriétés antifriction du graphite sont dues à l’adsorption
de vapeur d’eau, de gaz tels que CO2 ou d’autres vapeurs
condensables entre les couches. Cela explique ses médiocres
performances dans le vide, à haute altitude, en ambiance neutre ou
très sèche, et explique son utilisation fréquente sous forme de dispersions colloïdales dans l’eau, dans l’huile ou dans des solvants
volatils. Sa mise en suspension est d’ailleurs facilitée par une
masse volumique de 2 000 à 2 300 kg/m3 seulement.
Dans l’air humide, son coefficient de frottement varie de 0,05 (sous
forte pression) à 0,20 (sous faible pression) et reste modéré jusque
vers 500-550 oC, plage de température à laquelle il commence à
s’oxyder. En principe stable thermiquement jusqu’à plus de 2 000 oC
en atmosphère neutre, il est utilisable dans l’air depuis – 180 oC
jusque vers 450 oC en continu, et même jusqu’à 1 200 oC durant de
très courts instants comme dans le cas de la lubrification des
outillages de forgeage à chaud. Quoique moins adhérent aux surfaces que le bisulfure de molybdène, il forme par frottement des films
qui peuvent supporter des pressions pouvant atteindre 70 MPa à
vitesse modérée, mais comme il présente l’avantage de posséder
des conductibilités thermique et électrique élevées, il peut être utilisé
à plus haute vitesse que les autres lubrifiants solides usuels, car son
facteur PV (Pression × Vitesse) se situe vers 700 kN · m–1 · s–1 à l’état
massif, mais est multiplié par 10 lorsqu’il est dispersé dans une huile,
à cause de l’effet réfrigérant de celle-ci.
Sous forme de poudre, les meilleures propriétés lubrifiantes sont
obtenues avec des particules de 1 à 40 µm. Au-dessous, et
notamment pour des granulométries moyennes de moins de 0,1 µm,
le coefficient de frottement remonte car la structure cristalline hexagonale lamellaire du graphite tend alors vers une structure
turbostratique moins favorable.
Si le graphite se comporte bien en présence d’eau douce, il faut
éviter de l’utiliser en présence d’eau de mer car des corrosions
galvaniques graves des surfaces peuvent se manifester par effet de
pile graphite-métal.
(0)
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_________________________________________________________________________________________________________________________ LUBRIFIANTS
Tableau 7 – Propriétés des principaux lubrifiants solides
Désignation
Graphite
Bisulfure
de molybdène
Nitrure
de bore
Fluorure
de graphite
Polytétrafluoroéthylène
Formule .........................................................
C
MoS2
BN
CFx
(C2F4)n
Prix relatif ......................................................
1
3
20
50 à 60
6
Masse volumique .............................. (kg/m3)
2 000 à 3 000
4 800 à 5 000
2 200 à 2 300
2 650
2 100 à 2 300
Couleur ..........................................................
gris-noir
gris-noir bleuté
blanc crème
gris foncé à blanc
blanc
Coefficient de frottement (f )........................
0,05 à 0,2
0,02 à 0,2
0,2 à 0,5
0,02 à 0,2
0,02 à 0,1
➚
➘➚
➘
➘
...........................
➘
➙
➘
➚
➘➚
Température maximale d’emploi (en oC) :
— dans l’air (1) ......................................
— en atmosphère neutre ......................
450 (1 200)
2 000
350 (400)
650 à 700
750 (1 200)
...........................
400 (600)
700
250 (300)
300
Température minimale d’emploi ...........(oC)
– 180
– 180
250
...........................
– 150 à – 160
Performance :
— dans le vide .......................................
— en ambiance humide........................
— en ambiance très oxydante..............
— en présence de radiations................
médiocre
excellente
limitée
bonne
excellente
mauvaise
moyenne
bonne
non utilisé
médiocre
bonne
bonne (2)
bonne
bonne
bonne
bonne (2)
excellente
excellente
très bonne
bonne (2)
Température d’oxydation dans l’air (en oC) :
— lente ...................................................
— rapide.................................................
500 à 550
650
350
500 à 550
1 200
3 000
600
...........................
non
inflammable
Stabilité chimique ........................................
excellente
moyenne
bonne mais
hydrolyse
...........................
excellente
jusqu’à 450 oC
Adhérence aux surfaces, filmabilité ...........
moyenne
très bonne
très faible
excellente
nulle
Capacité de charge (résistance à la pression) ...............................................................
très bonne
très bonne
moyenne
excellente
limitée
Variation des coefficients de frottement :
— en fonction de la vitesse ..................
— en fonction de la charge...................
(1) 1re valeur : service continu ; 2e valeur (entre parenthèses) : service exceptionnel (courte période)
(2) bonne en présence de radiations γ mais sensibilité au rayonnement neutronique
Les applications du graphite sont nombreuses. Il est utilisé sous
forme de dispersions dans l’eau (20 à 30 %), dans les huiles
minérales et synthétiques (10 à 40 %), dans des solvants volatils
(10 à 20 % dans l’alcool isopropylique ou le white spirit par exemple) pour la lubrification des opérations de déformation plastique
à chaud ou à froid (forgeage, tréfilage, étirage, extrusion, etc.),
pour le démoulage de nombreux matériaux moulés, pour la lubrification à haute température (chaîne de convoyeur de four), etc. Il
sert aussi d’agent épaississant de pâtes et de graisses lubrifiantes
spéciales et, à plus faible teneur, il entre comme additif dans la
composition de certaines graisses, et on le trouve souvent comme
composant de nombreux vernis de glissement, seul ou en association avec d’autres lubrifiants solides. Il est également mis en
œuvre sous forme de matériaux massifs autolubrifiants frittés et
usinés tels que coussinets, bagues, butées, joints, glissières, etc.,
et aussi grâce à sa très bonne conductibilité électrique, sous forme
de balais et contacts glissants électriques.
3.2.1.2 Bisulfure de molybdène
De couleur gris-noir bleuté, le bisulfure de molybdène (MoS2 )
existe à l’état naturel sous forme de molybdénite. Celle-ci est affinée
à l’acide fluorhydrique pour éliminer les impuretés abrasives comme
la silice. Après le graphite, c’est le lubrifiant solide le plus utilisé grâce
à ses remarquables propriétés tribologiques dues à sa structure
hexagonale lamellaire constituée de couches d’atomes de molybdène prises en sandwich entre des couches d’atomes de soufre.
Les liaisons entre les couches de molybdène et de soufre sont covalentes, donc fortes, alors que celles entre les couches de soufre
voisines sont de type Van der Waals, donc faibles, ce qui explique
que le cristal peut facilement glisser au niveau des clivages entre
les couches de MoS2 .
De masse volumique double de celle du graphite (4 800 à
5 000 kg/m3), le bisulfure de molybdène peut être utilisé à l’air
de – 180 à + 350 oC environ en continu, et même jusqu’à 400 à 450 oC
durant de courtes périodes. En effet, il commence à s’oxyder, d’abord
lentement, dès 350 oC, puis plus rapidement à partir de 550 oC pour
donner lieu à de l’oxyde molybdique (MoO3 ), qui est un matériau
de frottement médiocre, et à du dioxyde de soufre (SO2 ) corrosif.
En atmosphère neutre ou réductrice, il est efficace jusqu’à 650
à 700 oC et, contrairement au graphite, il conserve, et même améliore, ses bonnes propriétés de frottement dans le vide poussé
jusqu’à 1 100 à 1 300 oC, aussi est-il largement utilisé en ambiance
spatiale.
En revanche, à l’inverse du graphite, son coefficient de frottement
est indépendant de la présence de vapeurs adsorbées et peut même,
s’il est très divisé (poudres ultrafines et micronisées) devenir corrosif
en ambiance humide et à température ambiante en se transformant
en MoO3 et en acide sulfurique H2SO4 .
Il adhère beaucoup mieux aux surfaces que le graphite et forme
par frottement un film bleu-noir brillant de 0,1 µm d’épaisseur. Il
résiste à de très fortes pressions puisque sa capacité de charge
dépasse 3 000 MPa, ce qui est supérieur à la limite de plasticité de
la plupart des matériaux métalliques. Son coefficient de frottement
varie dans d’assez larges proportions, pratiquement entre 0,02 et 0,2
selon la charge, la vitesse, sa pureté et la nature des matériaux des
surfaces mais, dans la plupart des applications, il se situe dans la
plage 0,04 à 0,09. Il est plus élevé en ambiance humide qu’en
ambiance sèche, et diminue lorsque la vitesse et la charge
augmentent, ce que l’on explique par un effet de séchage.
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LUBRIFIANTS
_________________________________________________________________________________________________________________________
Sous très forte énergie (très forte pression, incrustation ou implantation de type sputtering ), on peut le faire diffuser dans les aciers,
il se produit alors une réaction du soufre avec le fer et une diffusion
du molybdène (exemple : traitement Microseal ).
Les applications du bisulfure de molybdène sont nombreuses en
lubrification sèche sous forme de poudres mises en œuvre à sec au
frotté, sous forme de dispersions dans un fluide volatil par trempage,
enduction ou pulvérisation et surtout sous forme de vernis de glissement, seul ou en association avec d’autres lubrifiants solides
(graphite, PTFE, oxyde borique B2O3 , etc.). Elles sont aussi très nombreuses en lubrification humide sous forme de pâtes de montage,
d’ajout dans les graisses spéciales et dans certaines huiles industrielles.
3.2.1.3 Autres dichalcogénures
Il existe d’autres dichalcogénures (disulfures et diséléniures) de
métaux de transition tels que molybdène, tungstène, tantale et
niobium possédant une structure hexagonale lamellaire à faible
résistance au cisaillement. Ces produits, étudiés principalement aux
États-Unis dans les années 60 à 70, lors de la course à l’espace, sont
tous préparés par synthèse. Certains peuvent même être considérés
comme des curiosités de laboratoire. Souvent plus lourds, de qualité
variable, toujours plus chers et, en général, ne possédant pas d’avantages techniques déterminants sur le bisulfure de molybdène, ils
n’ont pu le concurrencer sauf pour quelques applications très
particulières. Les seuls de ces dichalcogénures à avoir fait l’objet de
quelques développements sont les suivants.
■ Bisulfure de tungstène (WS2 )
De couleur gris-noir, beaucoup plus cher et moins bon lubrifiant
que MoS2 , il est cependant plus stable thermiquement et plus
résistant à l’oxydation puisqu’il est utilisable de – 180 oC à + 450 à
+ 500 oC. Cela, ajouté à son très bon comportement dans le vide,
lui a fait trouver quelques applications limitées en lubrification non
conventionnelle, mais sa forte masse volumique (7 400 kg/m3)
constitue un sérieux handicap pour sa mise en suspension dans les
lubrifiants liquides et les graisses. Actuellement, d’ailleurs, ce
produit n’est pratiquement plus utilisé.
■ Biséléniure de tungstène (WSe2 )
Encore plus dense que WS2 (ρ = 9 600 kg/m3), il est très stable à
haute température et sous vide poussé. Ses propriétés de frottement
sont supérieures à celles de MoS2 puisque son coefficient de frottement (compris entre 0,02 et 0,15) décroît en présence d’humidité,
ce qui est d’ailleurs le cas de tous les séléniures. De plus, sa filmabilité
(durée de vie des films) est bonne puisqu’il adhère bien aux surfaces
métalliques ainsi qu’aux verres et aux plastiques. En dépit de ces
qualités, il n’a fait l’objet que d’application très limitées du fait de
son prix très élevé et de la toxicité des dérivés séléniés.
■ Biséléniure de niobium (NbSe2 )
Il a été utilisé dans des contacts électriques glissant dans le vide
jusqu’à 500 oC grâce à sa meilleure conductibilité électrique que
MoS2 et même que le graphite.
Le fluorure de graphite est très supérieur au graphite et même
au MoS2 en filmabilité et en capacité de charge grâce à la présence
de fluor dans la molécule, responsable, en particulier, de bonnes propriétés extrême-pression, mais est moins bon conducteur thermique
et électrique que le graphite, et cela d’autant moins que x augmente.
Ses propriétés de frottement sont comparables à celles du bisulfure de molybdène. Son coefficient de frottement, variable de 0,02
à 0,2 selon les conditions tribologiques, est relativement indépendant de la vitesse, diminue lorsque la charge augmente et n’est
guère affecté par l’humidité ambiante.
Non toxique, hydrofuge et très stable chimiquement, il ne
commence à se décomposer à l’air qu’au-dessus de 450 oC en
donnant naissance à des gaz perfluorés et à un résidu de carbone.
Sa faible masse volumique (ρ = 2 650 kg/m3) favorise sa dispersion
dans les liquides et les graisses, mais son caractère oléofuge rend
nécessaire la présence d’un agent dispersant efficace pour obtenir
des suspensions stables dans les huiles.
Comparé au MoS2 , en dépit de propriétés intéressantes, son prix
beaucoup plus élevé et un manque de constance dans la qualité de
sa fabrication font qu’il ne présente pas d’avantage déterminant sur
son rival et explique sa faible percée commerciale.
3.2.1.5 Nitrure de bore
Le nitrure de bore (BN) est une céramique existant sous différentes
formes cristallines : celle à structure cubique est dure et abrasive,
tandis que celle utilisée en lubrification possède une structure hexagonale lamellaire dont la masse volumique n’est que de 2 200
à 2 300 kg/m3.
Appelé aussi graphite blanc à cause de sa couleur blanche à beige
clair (ce qui est un avantage pour certaines applications), le nitrure
de bore est peu filmogène, aussi est-il surtout utilisé sous forme de
vernis de glissement. Il n’est intéressant qu’à haute température,
pratiquement dans la plage de 250 à 750 o C en continu, et
jusqu’à 1 200 oC en pointe. Dans ce domaine, son coefficient de
frottement est de l’ordre de 0,2 à 0,3 mais, à plus basse température,
il peut atteindre 0,5 avec, en plus, une capacité de charge médiocre.
S’il est relativement stable dans l’air jusqu’à 3 000 oC, il subit cependant, à partir de 1 200 oC, une oxydation à cinétique lente qui entraîne
une baisse de ses performances tribologiques.
3.2.1.6 Fluorure de cérium
De structure hexagonale lamellaire et de couleur blanche, le CeF3 ,
sous-produit de la fabrication des terres rares, possède des propriétés antiusure et extrême-pression supérieures à celles du graphite et comparables à celles de MoS2 , mais n’améliore pas le
coefficient de frottement des graisses dans lesquelles on l’incorpore.
Moins cher mais deux fois plus dense que le bisulfure de molybdène,
le fluorure de cérium est efficace à plus haute température, pratiquement jusqu’à 1 000 oC dans l’air et dans l’argon. De développement relativement récent, les applications industrielles de ce
produit sont encore limitées.
3.2.1.7 Fluorure de calcium
3.2.1.4 Fluorure de graphite
Composé synthétique obtenu par fluoration de graphites naturels
ou synthétiques, le fluorure de graphite (CFx ), désigné aussi polymonofluorure de carbone (CFx )n , possède une structure hexagonale
lamellaire et des propriétés qui dépendent du taux de fluoration x
pouvant varier de 0,25 à environ 1,1. Sa couleur varie du noir au
blanc lorsque x augmente. Il est blanc à gris clair pour x > 1 et est
gris foncé pour x = 0,9. Les propriétés lubrifiantes optimales sont
obtenues pour des taux de fluoration voisins de 0,9. Sa stabilité thermique dépend de sa composition et varie de 200 à plus de 500 oC.
Les CFx utilisés comme lubrifiants tiennent jusqu’à 400 oC en
continu, 600 oC en pointe dans l’air, et même jusqu’à 700 oC dans
le vide, ce qui, de ce point de vue, les place un peu au-dessus du
bisulfure de molybdène.
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Le fluorure de calcium (CaF2 ), solide incolore de structure hexagonale lamellaire et de masse volumique égale à 3 180 kg/m3, est
utilisable pour la lubrification à haute température (à partir de 500 oC
et jusqu’à 1 000 oC) en environnement difficile, en présence de radiations notamment. Il est mis en œuvre sous forme de film déposé
par fusion et projection (il fond à 1 300 oC) ou sous forme de charge
de paliers en métaux frittés (Ni ou Ni-Cr). Il est souvent associé au
fluorure de baryum (masse volumique : 4 830 kg /m 3 , point de
fusion : 1 280 oC) sous forme de mélange eutectique à 38 % en masse
de CaF2 et 62 % en masse de BaF2 ou à des oxydes comme l’oxyde
de plomb PbO. Les coefficients de frottement de ces mélanges
peuvent tomber de 0,25 à 0,40 aux températures inférieures à 500 oC
à des valeurs aussi faibles que 0,06 vers 800 à 820 oC.
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_________________________________________________________________________________________________________________________ LUBRIFIANTS
3.2.2 Lubrifiants solides polymériques
Ils peuvent appartenir aux deux grandes classes de matières
plastiques.
Les thermoplastiques (polyéthylène, polyamides, etc.) qui
présentent une chaîne linéaire dans laquelle le motif de base est
répété plusieurs milliers de fois. Leur structure est soit amorphe, soit
semi-cristalline. Possédant un point de fusion relativement net, ils
sont mis en forme par fusion puis refroidissement dans un moule.
Comme aucune réaction chimique n’a lieu durant le moulage, la
transformation est réversible, les déchets peuvent être refondus.
Les thermodurcissables (résines phénoliques, polyimides, etc.)
possèdent un réseau bidimensionnel ou tridimensionnel. Une
réaction chimique de réticulation s’opère lors de leur mise en forme
réalisée à chaud. Le produit, une fois réticulé est infusible car la transformation est irréversible, les déchets ne sont pas récupérables.
Les différences de ces deux classes ont des conséquences importantes en frottement. En effet, pour les thermoplastiques, la
température de fusion constitue une limite absolue qui ne peut être
dépassée alors que cette limitation n’existe pas pour les thermodurcissables qui peuvent fonctionner un certain temps à température
élevée malgré une dégradation thermique de plus en plus importante.
3.2.2.1 Polytétrafluoroéthylène
Solide blanc non inflammable, le polytétrafluoroéthylène (ou
polytétrafluoréthylène) (PTFE), de formule (C2F4 )n , est un polymère
linéaire de masse volumique égale à 2 200 ± 100 kg/m3 et de masse
molaire comprise entre 5 × 105 et 5 × 106. Ses longues chaînes, de
structure semblable à celle du polyéthylène, se présentent sous
forme d’un zig-zag enroulé. Les fortes liaisons F-C et C-C lui confèrent
une très grande inertie chimique (il n’est attaqué que par les métaux
alcalins fondus) et une stabilité thermique élevée. Cependant, si on
le chauffe à plus de 450 à 500 oC, il se décompose en donnant partiellement du monomère C2F4 et des composés fluorés toxiques à l’inhalation.
Bien que classé parmi les thermoplastiques, le PTFE ne se ramollit
pratiquement pas jusqu’à plus de 300 oC et passe par une transition
à 327 oC qui le fait passer sans fusion de l’état cristallin à celui d’un
gel amorphe très visqueux avec augmentation de volume de 25 %
environ. Il ne peut donc être utilisé au-delà de cette température et,
comme il ne passe pas par l’état fondu liquide et ne flue pas jusqu’à
400 oC, il ne peut être mis en forme à l’aide des techniques classiques
des polymères thermoplastiques telles le moulage par injection et
l’extrusion. Les deux procédés de fabrication du PTFE aboutissent
soit à une poudre sèche, soit à une dispersion aqueuse avec agents
émulsifiants. La mise en œuvre de pièces massives ou de profilés
est réalisée selon des techniques spéciales, analogues à celles de
la métallurgie des poudres, comme le moulage par frittage, l’estampage d’une préforme frittée ou l’extrusion-frittage. Pour ces trois processus, la température de frittage est comprise entre 360 et 380 oC.
L’élaboration de feuilles et de films est assurée à partir des dispersions aqueuses selon différents procédés comme la cuisson entre
380 et 400 oC de dépôts préalablement séchés pour l’obtention de
films minces poreux, le calandrage d’une préforme fondue pour celle
de films épais ou le filage à 300 oC d’une pâte obtenue par coagulation de la dispersion, séchage et dilution par un lubrifiant et un
alcool pour l’élaboration de bandes et de produits plats.
Sur le plan du frottement, le PTFE est le meilleur matériau plastique
autolubrifiant à cause de son exceptionnel pouvoir antiadhérent dû
à sa très basse tension superficielle (γ = 0,018 N/m et angle de contact
avec l’eau = 126o) et de ses coefficients de frottement très bas. En
effet, pour le PTFE non chargé et non renforcé par des fibres frottant
à sec sur des surfaces métalliques polies, ceux-ci varient de 0,02 sous
charge relativement élevée et faible vitesse à 0,1 ou plus, à faible
charge et vitesse élevée. Les valeurs les plus couramment citées se
situent entre 0,04 et 0,05. Lorsque le PTFE est utilisé sous forme de
matériau autolubrifiant composite, le coefficient de frottement est
plus élevé ; rarement inférieur à 0,1, il peut atteindre 0,2 ou même 0,3
mais alors l’usure du matériau est considérablement réduite.
Le PTFE est utilisable dans une large gamme de température. Il
reste souple et conserve de bonnes propriétés lubrifiantes à très
basses températures, pratiquement jusqu’à – 150 ou – 160 oC et
même, dans certains cas, jusqu’à – 200 oC. Il peut supporter des températures maximales de fonctionnement de 250 à 260 oC en continu
et, même, de 300 oC en pointe.
Il peut être utilisé dans le vide poussé avec des coefficients de
frottement sur acier de l’ordre de 0,04. Hydrophobe, il est peu
sensible à l’humidité.
Bien que son coefficient de frottement diminue lorsque la charge
augmente, sa capacité de charge est limitée par sa déformation plastique, surtout lorsqu’il est utilisé pur sous forme massique. Sa résistance mécanique est médiocre (résistance à la traction : 15 à 35 MPa,
résistance à la compression pour 1 % de déformation : ≈ 21 MPa),
sans doute à cause des faibles liaisons latérales entre chaînes. Sa
déformation, qui croît avec la charge, la température et la durée de
sollicitation, n’est pas tout à fait un fluage car une partie de celle-ci
est élastique mais, lorsque la sollicitation cesse, une partie seulement de la déformation disparaît. Le renforcement du PTFE par fibres
(de verre notamment) ainsi que l’ajout de charges (graphite, MoS2 ,
bronze, etc.) augmentent sensiblement sa capacité de charge en
réduisant fortement sa déformabilité.
De plus, excellent isolant thermique et électrique, il n’évacue pas
la chaleur induite par frottement, ce qui limite sa vitesse d’utilisation,
à moins d’être chargé avec des matériaux bons conducteurs (bronze,
cuivre, argent, graphite). C’est donc un excellent lubrifiant en
frottement sec ou limite à très faible vitesse et sous des pressions
n’excédant pas le dixième de sa résistance à la rupture.
Il est à noter que, dans le langage technique courant, le PTFE est
souvent désigné par l’un de ses noms commerciaux, la marque
déposée Teflon de Du Pont, mais il existe bien d’autres marques
commerciales telles que Algoflon (Montedison), Fluon (ICI), Foraflon
(Elf-Atochem), Gaflon (Gachot-Plasticommium), Hostaflon
(Hoechst), Tefzel (Du Pont), etc.
3.2.2.2 Autres polymères fluorés
En dehors du PTFE qui représente plus de 90 % des polymères
fluorés utilisés en lubrification, il existe d’autres dérivés fluorés aux
propriétés voisines.
■ Copolymère tétrafluoréthène-perfluoroprène (FEP)
Désigné aussi copolymère tétrafluoroéthylène-hexafluoropropène ou encore poly(éthylène-propylène) perfluoré, de masse
volumique égale à 2 140 kg/m3, il présente de moins bonnes
propriétés de frottement (coefficient de frottement de l’ordre de 0,2
à 0,3) et une moindre tenue à la température (200 contre 250 oC) que
le PTFE mais présente l’avantage de pouvoir être mis en œuvre par
les techniques classiques de transformation des thermoplastiques,
et donc d’être moins cher.
■ Polytrifluorochloréthylène (PTFCE)
ou polychlorotrifluoroéthylène (PCTFE)
De masse volumique de l’ordre de 2 100 à 2 120 kg/m3, il est
encore moins résistant à la chaleur (utilisable jusqu’à 150 oC seulement, il fond vers 200 oC et se décompose vers 300 oC) mais peut
lubrifier jusqu’à – 250 oC. Il possède de meilleures propriétés
mécaniques que le PTFE et est plus facile à mettre en œuvre. En
revanche, ses propriétés de frottement sont moins bonnes (coefficient de frottement : 0,12 à 0,3) et, soumis à plus de 300 oC, il dégage
des gaz acides toxiques (HCl et HF). Cette décomposition est catalysée par le cuivre. De ce fait, le PTFCE est de moins en moins utilisé
en lubrification.
■ Polyfluorure de vinylidène (PVDF ou PVF2)
Il est léger (masse volumique : 1 750 kg/m3), plus résistant mécaniquement que les polymères fluorés précédents, facile à travailler
mais n’est utilisable qu’entre – 40 et + 150 oC. Ses propriétés de
frottement sont assez bonnes et il n’est pas toxique.
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LUBRIFIANTS
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3.2.2.3 Autres polymères autolubrifiants
■ Polyamides (PA)
Connus aussi sous l’ancienne marque déposée américaine de
Nylon , ce sont des polymères très légers (masse volumique : 1 020
à 1 130 kg/m3) résultant de la condensation d’un groupe acide organique sur une amine. Ils sont désignés par le symbole ISO PA suivi
soit d’un chiffre indiquant le nombre d’atomes de carbone du motif
de base amino-acide (PA 6, PA 11), soit de deux chiffres dont le premier est le nombre d’atomes de carbone de la diamine et le second
celui du diacide (PA 6-6, PA 6-10, etc.). Ils possèdent de bonnes propriétés mécaniques ; ils fluent moins que le PTFE et résistent bien
aux chocs et à la fatigue. Ils offrent une bonne résistance aux attaques
chimiques, inférieure cependant à celles du PTFE et du FEP. Ils ont
tendance à gonfler et à ramollir en présence d’humidité, surtout
les PA 6 et PA 6-6. Leurs propriétés de frottement sont moyennes
mais celles-ci, ainsi que leurs propriétés mécaniques, peuvent être
nettement améliorées par l’addition de poudre de PTFE jusqu’à 20 %
en masse, de fibres de verre jusqu’à 30 %, de MoS2 en quantité inférieure à 5 % et de graphite jusqu’à 10 %. À sec et à faible vitesse,
ils résistent mieux à l’usure que le PTFE mais, au-delà de 1 m/s, le
frottement et l’usure augmentent rapidement à cause de leur ramollissement. Ils se comportent bien en frottement en présence de
liquides (eau ou huiles) et de graisses. Même avec des liquides de
faible viscosité comme l’eau, ils ne donnent pas lieu à des
défaillances graves en cas de contact direct des surfaces frottantes.
Le liquide, refroidissant les contacts, permet de fonctionner à vitesse
notablement plus élevée qu’en frottement sec. Ils conviennent spécialement pour la réalisation de petites surfaces de frottement
faiblement chargées et pour les contacts animés de faibles amplitudes de mouvement (petits débattements). Leurs applications sont
nombreuses : petits engrenages, pièces de frottement diverses
(bagues, paliers, coussinets), systèmes vis-écrou, pièces de
micro-mécanismes, etc.
Les polyamides les plus utilisés sont les PA 6, PA 6-6 et PA 11
(Rilsan B ). Le tableau 8 résume les principales propriétés
tribologiques des polyamides.
■ Polyéthylènes haute densité (PE hd)
Les polyéthylènes haute densité et surtout le polyéthylène à masse
molaire « ultra-élevée » (Ultra high molecular weight polyethylene :
UHMWPE ) sont caractérisés par de bonnes propriétés mécaniques
et par des coefficients de frottement très bas, souvent de l’ordre de
0,1 et même moins. Ils sont inertes chimiquement et non toxiques
mais leur température d’emploi est limitée à 80 oC. Ils sont généralement utilisés non chargés pour des applications spécifiques
telles que les prothèses chirurgicales, les skis de compétition, les
revêtements de patinoires d’été, etc.
■ Polyacétals ou polyoxyméthylènes (POM)
Ce sont des polymères très durs, de masse volumique de l’ordre
de 1 410 à 1 425 kg/m3, faciles à mettre en œuvre par moulage par
injection et utilisables de – 40 oC jusqu’à 100 à 140 oC selon les
conditions de charge. Ils possèdent des coefficients de frottement
à sec sur acier allant de 0,1 à 0,2 mais qui peuvent être diminués
jusque vers 0,07 par addition de poudre de PTFE comme charge,
jusqu’à 25 % en masse. Ils résistent à de plus fortes pressions que
les polyamides mais sont plus sensibles aux chocs. Leurs
comportements antiusure et antifriction en présence de lubrifiant
(huile ou graisse) sont très bons, même à faible vitesse et forte
charge, c’est-à-dire en régime de lubrification limite. Ils se
comportent bien en cas de défaillance du lubrifiant, ce qui permet
de les utiliser dans des conditions de lubrification sporadique ou
intermittente. Ils sont peu sensibles à l’humidité et résistent assez
bien à de nombreux produits chimiques et solvants.
En revanche, il est difficile de faire adhérer les polyacétals aux
métaux ; il faut soit les utiliser sous forme massive avec éventuellement un renforcement par fibres de verre (jusqu’à 30 % en masse),
soit utiliser des artifices tels que leur emprisonnement dans du
bronze fritté, par exemple.
■ Polyimides (PI)
Ce sont des polymères techniques, thermodurcissables et
thermostables, conservant une grande dureté et de bonnes
propriétés mécaniques jusqu’à 250 oC. Leurs masses volumiques
varient de 1 400 à 1 700 kg/m3 selon la nature de leur charge. Ils
peuvent être renforcés par des fibres de verre, de carbone, de
graphite ou par des filaments métalliques. À sec, leurs coefficients
de frottement sont assez élevés (0,3 à 0,4) mais peuvent être abaissés
entre 0,12 et 0,25 par addition de charges de lubrifiants solides
comme le graphite (jusqu’à 40 %), le bisulfure de molybdène, le PTFE
ou le CFx . Leurs capacités de charge et leur résistance à l’usure sont
très bonnes. Leur sensibilité à l’eau, modérée à l’état pur, augmente
lorsqu’ils sont chargés mais leur intérêt réside surtout dans leur
bonne résistance au feu et aux radiations et dans leur domaine
d’emploi allant de – 200 oC à + 260 oC dans l’air et jusqu’à 320 oC,
et même à 350 oC en pointe, en atmosphère neutre. En revanche,
leur fabrication est délicate et leur prix élevé, ce qui limite leur emploi
aux applications haute température (palier de tunnel de four),
aéronautiques, astronautiques et nucléaires.
Les deux principales structures de polyimides, fortement réticulées à haute teneur en cycles et noyaux aromatiques sont les
polyarylimides comme, par exemple, les Vespel  de Du Pont et les
polyamino-bis-malénimides (PABM) tels que les Kinel  de
Rhône-Poulenc.
(0)
Tableau 8 – Principales propriétés tribologiques des polyamides
Symbole
Désignation chimique
Température
maximale
d’utilisation (oC)
Type de
produit essayé
Coefficient
de frottement,
sur acier
Résistance
à l’usure
non chargé
chargé
0,2 à 0,3
0,1 à 0,3
Passable
Bonne
80 à 120
120
non chargé
0,2 à 0,3
0,1 à 0,35
Faible
Moyenne à
basse
100 à 130
chargé
PA 6
Polyaminocaprolactame (ou polyhexaneamide)
PA 6-6
Polyadipate d’hexaméthylènediamine
PA 6-10
Polysébacate d’hexaméthylènediamine
non chargé
chargé
0,2 à 0,3
0,1 à 0,35
Passable
Bonne
80 à 120
120
PA 6-12
Polydodécanedioate d’hexaméthylènediamine
non chargé
chargé
0,25 à 0,3
0,1 à 0,33
Passable
Bonne
80 à 120
120
PA 11
Polyundécanamide
chargé
≈ 0,2
Bonne
120 à 130
PA 12
Polylauroamide (ou polydodécanamide)
chargé
0,1 à 0,2
Bonne
120
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© Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique
130 à 150
_________________________________________________________________________________________________________________________ LUBRIFIANTS
■ Résines thermodurcissables phénoliques ou phénoplastes (PF)
Résultant de la polycondensation du formol sur le phénol, elles
sont connues depuis longtemps. De prix peu élevé et de bonne
stabilité thermique (utilisables jusque vers 140 oC), elles sont, la plupart du temps, renforcées par des tissus de fibres textiles (Celoron ),
dans les engrenages silencieux, les cages de roulement, les petits
paliers de mécanismes simples, mais sont quelquefois chargées
avec, par exemple, de la farine de bois et de la poudre de PTFE ce
qui permet d’obtenir des coefficients de frottement sur acier de
l’ordre de 0,15 à 0,25. Le comportement tribologique de ces
matériaux s’améliore sensiblement lorsqu’ils sont préalablement
imprégnés à chaud d’huiles lubrifiantes.
■ Polyesters saturés ou polytéréphtalates d’alkylène
Ils résultent soit de l’action de l’acide téréphtalique sur
l’éthylèneglycol : polytéréphtalate d’éthylène (PETP), soit de celle du
téréphtalate de diméthyle sur le butylèneglycol : polytéréphtalate de
butylène (PBTP). De faible masse volumique (1 300 à 1 400 kg/m3)
et de dureté comparable à celle des polyacétals et résistant bien aux
agents chimiques et aux solvants, ils présentent un excellent
comportement au glissement, surtout lorsqu’ils sont chargés avec
du PTFE (coefficients de frottement sur acier : 0,2 à 0,25 sans charge
et 0,1 à 0,2 avec charge). Ils résistent bien à l’abrasion et sont utilisables de – 40 oC jusqu’à 80 à 100 oC seulement. Leurs applications
tribologiques sont similaires à celles des polyacétals : petits paliers,
guides, engrenages, etc. Bien que les deux polyesters possèdent des
propriétés similaires, le PETP est de plus en plus remplacé dans ces
applications par le PBTP plus facile à élaborer.
■ Polysulfure de phénylène (PPS)
C’est une résine thermoplastique (marque Ryton  de Philipps
Petroleum) à haute résistance thermique constituée d’une chaîne de
noyaux benzéniques reliés entre eux par un atome de soufre. Il peut
être utilisé non chargé et surtout chargé et renforcé par fibres
jusqu’à 250 à 260 oC. Son coefficient de frottement est assez élevé
(0,25 à 0,30) mais peut être notablement abaissé jusqu’à 0,08 à 0,10
par addition de 20 % de poudre de PTFE. Il se comporte mieux en
présence d’eau qu’à sec.
■ Polysulfones (PSO) et polyéthersulfones (PES)
Ce sont aussi des thermoplastiques à haute performance
mécanique et résistant au feu. Les PSO sont utilisables depuis – 70 oC
jusqu’à des températures comprises entre 150 et 260 oC selon leur
structure tandis que les PES tiennent jusqu’à 180 oC. Leurs propriétés
de frottement sont intéressantes (coefficient de frottement variant
de 0,14 à 0,22) et, assez faciles à mettre en œuvre, ils pourraient
constituer de bons supports pour la préparation de vernis de glissement thermostables mais ne sont pas encore très utilisés.
■ Résines éthoxylines
Désignées aussi polyépoxydes ou simplement époxy (EP), ce sont
des thermodurcissables dont les applications principales sont celles
des colles et adhésifs. Mais certaines d’entre elles sont utilisées
comme liants de vernis de glissement à la place des résines phénoliques grâce à leur coefficient de frottement à sec un peu plus faible
(0,2), leur bon comportement en présence d’eau, d’huiles ou de
graisses et, naturellement, de leur très bonne adhérence aux surfaces.
■ Autres polymères
Il existe d’autres polymères doués de propriétés tribologiques
intéressantes tels que les polyuréthannes linéaires (PU) utilisés sous
forme de pièces moulées rigides (engrenages, paliers), les polyuréthannes réticulés (PUR) mis en œuvre sous forme de résine très
adhérente pour vernis de glissement, les polyoxyphénylènes modifiés (PPO) ou les polycarbonates (PC), de comportement similaire,
utilisés sous forme de petites pièces moulées. Les coefficients de
frottement à sec sur acier de ces différents matériaux, compris entre
0,3 et 0,4, peuvent être notablement abaissés par addition, comme
charge, de poudres de lubrifiants solides classiques (PTFE, graphite
et MoS2 ).
3.2.3 Sels et oxydes métalliques
À côté des sels minéraux déjà cités au paragraphe 3.2.1 en tant
que lubrifiants solides lamellaires, des sulfures, phosphates, borates
et silicates de métaux alcalins (Na, K) ou de métaux mous (Pb, In,
Al, Zn, etc.) ainsi que des oxydes de plomb (PbO), de zinc (ZnO),
d’antimoine (Sb2O3 ) sont quelquefois utilisés soit comme liants de
revêtements autolubrifiants inorganiques, soit comme charges de
matériaux autolubrifiants utilisables à haute température. Des
oxydes complexes comme les molybdates ou les tungstates de
plomb (PbMoO4 et PbWO4 ), de sodium (Na2WO4 ), de potassium
(K2MoO4 ), de nickel (NiMoO4 ) ou d’argent (Ag2MoO4 ), inefficaces
à température ambiante (coefficient de frottement de l’ordre de 0,5),
donnent de bons résultats à haute température puisque, à 700 oC,
leurs coefficients de frottement sur acier, compris entre 0,17 et 0,35,
sont dus à un mécanisme de lubrification pâteuse.
Parmi les sels métalliques, on peut considérer comme lubrifiant
solide le triborate de potassium développé par Chevron Chemical
sous forme de dispersions ultrafines dans les huiles minérales ou
synthétiques, ou dans les graisses, de très petites sphérules de diamètre compris entre 0,1 et 0,2 µm. Dans les huiles, la dispersion est
stabilisée par un additif dispersant pour huiles moteurs, elle peut
renfermer jusqu’à 10 ou 12 % en masse de triborate de potassium.
Sous l’action du frottement, les particules de triborate se déposent
sur les surfaces frottantes, selon un mécanisme de type électrodéposition et forment un matelas mou d’environ 20 µm d’épaisseur.
Cette couche antifriction est d’autant plus efficace que l’huile est plus
fluide. Bien que solide, le triborate de potassium peut être considéré
comme additif réducteur de frottement et antiusure des huiles et des
graisses lubrifiantes et entre dans la composition de paquets d’additifs EP multifonctionnels pour huiles de transmission.
3.2.4 Métaux mous et alliages métalliques
Certains métaux mous, caractérisés par une faible résistance au
cisaillement et par une solubilité faible à nulle dans le fer et certains de leurs alliages, présentent un bon comportement tribologique avec les aciers. Ce sont principalement le plomb, l’étain,
l’indium, l’argent et plus rarement, pour des raisons de prix et de
disponibilité, l’or, le cadmium, le baryum, le thallium et le gallium
réservés à des applications très spécifiques, en général espace et
vide poussé. Les principales propriétés de ces métaux sont données dans le tableau 9. Ils peuvent être employés à l’état pur mais,
le plus souvent, ils sont utilisés sous forme d’alliages antifriction
associés entre eux (exemple Pb-Sn, Pb-In) ou alliés avec des éléments destinés à améliorer leur tenue mécanique tels que le cuivre, l’aluminium, l’antimoine, le nickel, le cobalt et le silicium.
Ils peuvent être mis en œuvre soit sous forme de films minces
déposés sur un support, en général un feuillard d’acier, soit sous
forme de charge de matériaux massifs autolubrifiants composites,
soit encore sous forme de particules métalliques dispersées dans
les vernis de glissement ou dans certaines graisses antigrippantes.
Les dépôts de films minces sont réalisés, selon les cas, par différentes techniques telles que :
— le trempage dans un bain de métal fondu : Pb, Sn, In, Cd,
etc. ;
— la coulée continue ou discontinue sur support : régules,
cupro-plomb, Al-Sn, bronze au plomb, etc. ;
— le dépôt électrolytique : Pb-Sn, Pb-In, Ag, In, etc. ;
— le placage mécanique : Au, Al-Sn, etc. ;
— le frittage sur support, à partir de poudres : cupro-plomb,
bronzes, aciers imprégnés, etc. ;
— les dépôts chimiques obtenus par réduction d’un sel métallique dissous : Pb, Sn, Au, etc. ;
— les dépôts sous vide obtenus par différentes techniques telles
que les dépôts physiques en phase vapeur (PVD) qui se subdivisent en évaporation sous vide (tous métaux et alliages), en dépôts
ioniques (tous métaux et alliages) et en pulvérisation cathodique
ou sputtering (tous métaux et alliages), et les dépôts chimiques en
phase vapeur (CVD) obtenus par réduction d’un composé gazeux
du métal d’apport (tous métaux et alliages).
(0)
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BM 5 341 − 19
LUBRIFIANTS
_________________________________________________________________________________________________________________________
Tableau 9 – Propriétés de quelques métaux mous à bonnes propriétés de frottement
Dureté
Métaux
Point de fusion
Symbole
Indium
Gallium
Plomb
Thallium
Étain
Or
Argent
Cuivre
Cadmium
Antimoine
In
Ga
Pb
TI
Sn
Au
Ag
Cu
Cd
Sb
Échelle Moh
Brinell (HB)
1
1 à 1,5
1,5
1,2
1,5 à 1,8
2,5 à 3
2,5 à 3
3
3
3,3
1,0
2,5
2,9
3
14
25
27
30
35
42
Les revêtements autolubrifiants métalliques sont utilisables à sec
à faible vitesse de glissement et faible charge ou en présence de
lubrifiants, à des vitesses pouvant être très élevées (plus de 20 m/s)
et à des pressions pouvant dépasser 100 MPa. Ils sont, en théorie,
d’autant plus efficaces que leur épaisseur est faible ; c’est ainsi
qu’avec une couche d’indium de 4 µm d’épaisseur, le coefficient de
frottement sur acier passe de 0,35 pour l’indium massif à 0,04. Par
ailleurs, pour les couches minces, le coefficient de frottement diminue lorsque la charge augmente, contrairement à la première loi
du frottement d’Amontons-Coulomb, mais cet effet est naturellement limité par le point de fusion du revêtement. En pratique, à
cause de l’usure et de la tenue dans le temps, les épaisseurs des
films métalliques sont comprises entre quelques micromètres pour
les dépôts de plomb ou d’étain sur pistons de moteurs ou pour les
dépôts électrolytiques d’étain (flash ) sur certains coussinets à
quelques centaines de micromètres pour les couches antifriction
des coussinets en passant par quelques dizaines de micromètres
pour les revêtements superficiels ou couches de rodage (overlay )
en étain ou en plomb allié à l’étain ou à l’indium des coussinets trimétalliques.
Les principaux alliages métalliques antifriction utilisés dans les
paliers lisses, les butées, les bagues de frottement et les patins de
glissières sont les suivants.
3.2.4.1 Métaux blancs
Également nommés régules (en anglais Babbitt metals ), ils sont
de moins en moins utilisés à cause de leurs trop faibles capacité
de charge et tenue thermique malgré de bonnes propriétés de frottement et une excellente conformabilité. Ces métaux existent en
deux versions :
— les régules à base d’étain : 80 à 90 % Sn + 7 à 12 % Sb + 3
à 6 % Cu + éventuellement 1 à 2 % Pb ou 1 % Cd ;
— les régules à base de plomb : 74 à 83 % Pb + 9 à 15 % Sb + 1
à 12 % Sn (moyenne 6 %) + éventuellement 0,5 à 1,2 % As, 1 % Cu,
0,4 à 1 % Cd, 0,5 % Ni.
3.2.4.2 Alliages à base de plomb
Ils contiennent 5 à 20 % d’étain ou plus rarement d’indium avec,
éventuellement, un peu de cuivre et sont utilisés sous forme de
dépôts électrolytiques, comme revêtements de surface des coussinets trimétalliques en cupro-plomb. Les éléments d’addition du
plomb (Sn, In, Cu) sont destinés à améliorer sa tenue mécanique,
sa résistance à la fatigue et surtout à diminuer sa sensibilité à la corrosion par les produits acides d’oxydation des huiles de graissage.
Une telle couche superficielle améliore nettement les propriétés de
frottement du substrat. Les principaux alliages à base de plomb sont :
— les alliages plomb-étain contenant 5 à 20 % de Sn (exemple :
PbSn10) ;
BM 5 341 − 20
(oC)
155
30
327
303
232
1 063
961
1 083
321
631
Résistance au
cisaillement
(MPa)
7,5
6,8
11,2
7,7
45
47
18
19
...............................
Coefficient
de frottement
sur acier (à sec)
0,15 à 0,35
0,25 à 0,50
0,2 à 0,4
0,25 à 0,57
0,18 à 0,40
0,35 à 0,55
0,25 à 0,50
0,18 à 0,40
— les alliages plomb-étain-cuivre contenant 8 à 12 % de Sn
et 1 à 3 % de Cu (exemple : PbSn10Cu2) ;
— les alliages plomb-indium contenant 5 à 16 % d’In (rares).
3.2.4.3 Alliages à base de cuivre
Ils contiennent généralement du plomb comme élément principal
d’addition, mais peuvent aussi renfermer de l’étain et éventuellement d’autres éléments en faibles teneurs comme le nickel, l’antimoine, le phosphore, le zinc, le manganèse et le silicium. Ce sont
des matériaux à deux phases ou pseudo-alliages qui existent en deux
variantes principales.
■ Cupro-plomb
Également appelés métaux roses, ils sont élaborés par frittage ou
coulée en continu, sont caractérisés par une capacité de charge
élevée mais une faible résistance à la fatigue et une grande sensibilité
à la corrosion acide. Ils existent en plusieurs variantes :
— les cupro-plomb simples pouvant contenir 26 à 50 % de plomb,
la valeur usuelle se situant à 30 % (exemple : CuPb30) ;
— les cupro-plomb améliorés par addition d’étain, de nickel, etc.,
tels que les cupro-plomb à l’étain renfermant 17 à 32 % de Pb et 1
à 7 % de Sn (exemple : CuPb24Sn4), les cupro-plomb au nickel avec 1
à 2,5 % de Ni, les cupro-plomb à l’étain et au nickel contenant, par
exemple 4 % de Sn et 2,5 % de Ni et des cupro-plomb plus complexes
renfermant des petites quantités de Ni, Sb, Zn, P, Mn, etc.
■ Bronzes au plomb
Ils sont élaborés également soit par frittage, soit par coulée en
continu et renferment 4 à 26 % de Pb et 3 à 15 % de Sn, plus, éventuellement, 1,5 à 4 % de Zn pour durcir la structure (exemples :
CuPb22Sn5, CuPb10Sn10, CuPb8Sn4Zn3). Leur teneur en plomb est
plus faible que celle des cupro-plomb et leur structure plus fine ; la
présence d’étain leur confère une résistance accrue à la fatigue.
3.2.4.4 Alliages à base d’aluminium
Ce sont également des matériaux à deux phases, avec l’aluminium
comme phase résistante. L’élément principal d’addition est l’étain
dans la majorité des cas, mais il existe des alliages antifriction
aluminium-silicium et aluminium-plomb. Des éléments minoritaires
comme le cuivre, le nickel, le cadmium ou le manganèse sont
quelquefois ajoutés. Les grandes familles d’alliages d’aluminium
sont les suivantes.
■ Alliages aluminium-étain
Ils contiennent 6 à 40 % de Sn selon que l’on veut privilégier les
propriétés antifriction (jusqu’à 40 % de Sn) ou améliorer la résistance
à la fatigue (teneur en Sn limitée à 6 ou 7 %). Le bon compromis
se situe vers 20 % d’étain mais est d’élaboration délicate. Ces alliages
et, notamment ceux à plus forte teneur en étain, peuvent être utilisés
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_________________________________________________________________________________________________________________________ LUBRIFIANTS
sans revêtement superficiel, dans les moteurs à essence, par
exemple. Pour des applications plus sévères, dans les moteurs Diesel
notamment, les alliages à plus faible teneur en étain (moins de 15 %)
sont revêtus d’un film mince (1 à 3 µm) d’étain déposé par voie électrolytique ou chimique ou d’une couche, dite de rodage, plus épaisse
(20 à 30 µm), de régule à base d’étain. Les alliages Al-Sn sont accrochés à leur support en acier par colaminage suivi d’un chauffage.
Les trois principales qualités d’alliages Al-Sn disponibles
commercialement sont :
— les alliages à 6 % d’étain avec 1 % de cuivre et éventuellement 1 à 1,5 % de silicium et 1 % de Ni (exemple : AlSn6Cu1Ni1) ;
— les alliages à 20 % d’étain avec 1 % de cuivre (AlSn20Cu1) qui
commencent à être déposés par la technique de pulvérisation cathodique (sputtering ) ;
— les alliages à 40 % d’étain avec moins de 0,5 % de cuivre
(AlSn40).
■ Alliages aluminium-silicium
Ils renferment 4 à 11 % de Si et souvent 1 à 1,5 % de Cu et 1 %
de Cd, sont obligatoirement revêtus par une couche en métal blanc
et commencent à être utilisés pour des applications spécifiques à
cause de leur bonne tenue mécanique et de leur résistance à l’usure
(exemple : AlSi11Cu1).
■ Alliages aluminium-plomb
Avec 4 à 8,5 % de Pb, 4 % de Si, 0,5 à 1,5 % de Sn et 0,1 à 1 %
de Cu, ils ont des performances voisines de celles des alliages Al-Sn,
mais sont moins chers, car le plomb est meilleur marché que l’étain,
en dépit d’une technologie de fabrication par frittage plus délicate
à maîtriser. De plus, les coussinets en Al-Pb peuvent être utilisés sur
moteurs à essence sans revêtement superficiel (exemple :
AlPb6Si4Sn1,5Cu).
■ Autres alliages
Il existe d’autres alliages antifriction moins répandus à base
d’aluminium tels que l’alliage aluminium-cadmium (AlCd3Cu1Ni1)
préconisé avec un revêtement plomb-étain-cuivre surmonté d’un
mince flash électrolytique d’étain, ou des alliages aluminium-zinc
contenant, en faible teneur, du silicium, du cuivre et du plomb
(exemple : AlZn4,5SiCuPb). Ce dernier matériau a été développé
avec un revêtement de phosphate de zinc.
3.2.5 Associations synergiques
de lubrifiants solides
Les fabricants de dispersions, de graisses, de pâtes et de vernis
de glissement à base de lubrifiants solides mettent largement à profit
la synergie entre produits dans leurs formulations. C’est ainsi que
des résultats très intéressants en terme de frottement, de capacité
de charge et de durée de vie sont observés avec les associations
suivantes :
— graphite + 25 à 30 % en masse de bisulfure de molybdène
(MoS2) ;
— MoS2 + 15 à 25 % de PTFE ;
— MoS2 + stéarate de lithium ;
— MoS2 + dithiophosphate de zinc (ZnDTP) ;
— graphite + 10 % de nitrure de bore (BN) ;
— graphite + oxyde de zinc ZnO ;
— MoS2 ou CFx avec liant polyimide (cas des vernis de
glissement) ;
— PTFE + particules de plomb ;
— association ternaire MoS2 + graphite + PTFE, etc.
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BM 5 341 − 21
P
O
U
R
E
N
LUBRIFIANTS
_________________________________________________________________________________________________________________________
Revues françaises et étrangères
France
Industrial Lubrication and Tribology (bimestr.).
Énergie fluide (m)
Journal of Automotive Engineering (bimestr.).
Entraînements et systèmes (m),
Journal of the Institute of Petroleum (bimestr.).
Ingénieurs de l’automobile (m).
Journal of Synthetic Lubrication (trim.).
Pétrole et techniques (bimestr.).
Lubrication Science (trim.).
Revue de l’Institut Français du Pétrole (bimestr.) (en français avec
sommaire en anglais et en espagnol).
Pétrole informations (m).
Rivista dei Combustibili (m).
Allemagne
S
A
V
O
I
R
Tribology International (bimestr.).
Italie
Rivista Italiana delle Sostanze Grasse (m).
Erdöl und Kohle, Erdgas, Petrochemie (m) (en allemand avec sommaire en
anglais et en français).
Tribologia e Lubrificazione (trim.).
Suisse
Fett Wissenschaft Technologie (m).
Schmierungstechnik, Fachzeitschrift für Tribotechnik (m).
Wear (m) (textes en allemand, anglais et français).
République tchèque et slovaque
Tribologie und Schmierungstechnik (bimestr.).
Ropa a Uhlie (m) (en tchèque avec sommaire en allemand, anglais et
français).
États-Unis
Automotive Engineering (m).
International Journal of Engineering Fluid Mechanics (trim.).
Journal of Tribology (trim.).
Japon
Tribologist (m) (trad. anglaise : Japanese Journal of Tribology).
Russie
Lubrication Engineering (m).
Doklady Akamemii Nauk SSSR (bimens.) (trad. anglaise : Doklady
Chemistry (m)).
NLGI Spokesman (m).
STLE Tribology Transactions (trim.).
Vestnik Mashinostroeniya (m) (trad. anglaise : Russian Engineering
Journal).
Grande-Bretagne
Organismes français et étrangers
P
L
U
S
France
Allemagne
Association Française de Normalisation AFNOR.
Association Française des Techniciens du Pétrole AFTP.
Bureau de Normalisation du Pétrole BNPé.
Bureau Véritas. Laboratoire central.
Deutsches Institut für Normung DIN.
Grande-Bretagne
British Standards Institution BSI.
Institute of Petroleum IP.
Centre Professionnel des Lubrifiants CPL.
États-Unis
Chambre Syndicale de la Distribution des Produits Pétroliers CSDPP.
American Petroleum Institute API.
Chambre Syndicale du Raffinage du Pétrole CSRP.
American Society for Testing and Materials ASTM.
Chambre Syndicale du ReRaffinage du pétrole CSRR.
Coordinating Research Council CRC.
Chambre Syndicale Nationale de l’Industrie des Lubrifiants CSNIL.
Society of Tribologists and Lubrication Engineers STLE (ancien ASLE).
Comité Professionnel du Pétrole CPDP.
Society of Automotive Engineers SAE.
Direction Centrale du Service des Essences des Armées DCSEA.
Direction des Hydrocarbures DHYCA.
Organismes internationaux
Fédération Française des Pétroliers Indépendants FFPI.
Conseil Européen de Coordination pour le développement des essais de
performances des lubrifiants et des combustibles pour moteurs CEC.
Fédération Nationale de l’Industrie des Lubrifiants FNIL.
Commission Électrotechnique Internationale CEI.
Groupement Français de Coordination GFC.
Comité Européen de Normalisation CEN.
Institut Français du Pétrole IFP.
International Organization for Standardization ISO.
Institut National de l’Environnement et des Risques Industriels INERIS.
Institut National de Recherche et de Sécurité INRS.
Association des Constructeurs Européens d’Automobiles ACEA (ancien
CCMC).
Laboratoire National d’Essais LNE.
Association Technique de l’Industrie Européenne des Lubrifiants ATIEL.
Union Française des Industries Pétrolières UFIP (ancien UCSIP).
Union Européenne des Indépendants en Lubrifiants UEIL.
Fabrication et distribution des lubrifiants
La fabrication et la distribution des lubrifiants en France sont assurées par :
a ) les grandes sociétés : ces sociétés dites « A », au nombre de 11, s’approvisionnent en huiles de base auprès des raffineries françaises et à l’importation. Elles disposent d’usines de fabrication et de conditionnement ainsi que
d’un important réseau de dépôts. Elles exercent leur activité sur tout le territoire, d’une part en vendant directement à la consommation (circuit A1) et
d’autre part en vendant en gros aux industriels du graissage (circuit A2) ;
Doc. B 5 344 − 2
b ) les industriels du graissage : les IG, au nombre de 120 environ, s’approvisionnent principalement auprès des sociétés A2, des régénérateurs et à
l’importation. Certains fabriquent, conditionnent et vendent dans toute la
France avec un important réseau de dépôts, d’autres exercent une activité
régionale ou même locale ;
c ) les fabricants d’additifs : au nombre de 8 ;
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_________________________________________________________________________________________________________________________ LUBRIFIANTS
d ) d’autres sociétés, titulaires d’autorisation d’importation de lubrifiants, et
qui, pour diverses raisons, sont en dehors de toute organisation professionnelle.
— CSRR : Chambre Syndicale du ReRaffinage du pétrole, qui regroupe 6 IG
(qui sont également au CSNIL) et 2 autres sociétés.
La presque totalité des fabricants d’additifs et des autres sociétés ne sont
pas affiliés à un syndicat professionnel et adhèrent au Centre Professionnel
des Lubrifiants à titre individuel.
Sur le plan syndical, les fabricants et distributeurs de lubrifiants sont
répartis en trois syndicats :
— CSDPP : Chambre Syndicale de la Distribution des Produits Pétroliers,
qui regroupe toutes les sociétés A ;
— CSNIL : Chambre Syndicale Nationale de l’Industrie des Lubrifiants, qui
regroupe tous les IG et 1 fabricant d’additifs ;
Le Centre Professionnel des Lubrifiants (CPL) réunit tous les membres des
syndicats susvisés. Sa compétence s’étend à toutes les questions spécifiques
intéressant l’ensemble de ses adhérents.
P
O
U
R
E
N
Statistiques lubrifiants 1992 du centre professionnel des lubrifiants
(0)
Tableau A – Classification des lubrifiants (suite)
Tableau A – Classification des lubrifiants
Code
Code
Désignation
Désignation
Huiles pour mouvements, toutes viscosités, y compris les huiles
pour mouvements compoundées, les huiles pour glissières, les
huiles pour outils pneumatiques et les huiles pour le graissage
perdu.
H.2
B
J.1
Graisses pour automobiles.
C
Huiles pour cylindres de machines à vapeur saturée et surchauffée.
J.2
Graisses autres.
Huiles pour moteurs d’avions, toutes viscosités, y compris les
huiles de rinçage et de protection.
K.0
Huiles pour le traitement thermique.
D.av
I
Huiles de vaseline autres.
Vaselines.
D.e
Toutes huiles finies (autres que pour l’aviation) pour moteurs
essence, monogrades ou multigrades.
K.1
Huiles non solubles pour le travail des métaux (coupe, laminage et
tréfilage, etc.).
D.dt
Huiles pour moteurs deux temps, prémélangées ou non, y compris
les huiles pour moteurs deux temps destinées aux hors-bord.
K.2
Huiles solubles pour le travail des métaux y compris les fluides
solubles de synthèse.
D.u
Huiles pour moteurs Diesel destinées aux véhicules utilitaires (y
compris SNCF et Marine).
D.t
Huiles pour moteurs Diesel, dites Tourisme, destinées aux voitures
particulières et aux véhicules légers.
D.m
Huiles multifonctionnelles destinées à l’agriculture, aux travaux
publics, etc.
D.a
Huiles finies pour moteurs non comprises dans les autres huiles D,
telles que les huiles pour moteurs à gaz, etc.
E.0
Huiles pour compresseurs.
E.1
Huiles pour turbines, toutes viscosités.
E.2a
Huiles pour transmissions hydrauliques y compris les huiles de
relevage et les fluides ininflammables.
E.2b
Huiles pour amortisseurs et circuits de freinage.
E.3
Huiles pour transmissions automatiques y compris les huiles pour
convertisseurs de couple.
F
Huiles isolantes pour transformateurs, y compris toutes les huiles
pour usages électriques ainsi que les huiles pour imprégnation des
câbles.
H.1
K.3a
Huiles pour engrenages sous carter pour automobiles.
K.3b
Huiles pour engrenages autres qu’automobiles y compris pour
boîtes-essieux et engrenages nus.
K.4a
Tous produits de démoulage (minéraux, synthétiques et produits
concrets).
K.4b
Toutes huiles de protection à l’exclusion des huiles pour imprégnation de câbles électriques.
K.4c
Toutes huiles finies pour ensimage à l’exclusion des produits de
graissage pour matériel textile.
K.4d
Tous fluides caloporteurs.
K.4e
Toutes huiles finies n’entrant pas dans les autres catégories
(dégrippants, huiles pour horlogerie, etc.).
L
Huiles de base, toutes viscosités.
M
Huiles de base, autres que les huiles blanches, utilisées en mélange
avec d’autres matières premières pour la fabrication de produits
non lubrifiants (encre, insecticides, caoutchouc, etc.).
(0)
Huiles de vaseline codex.
Tableau B – Situation des ressources en France (en masse)
1970
1980
1984
1988
1992
Provenance
— Production des raffineries
— Régénération
— Importations
— Additifs de lubrification (1)
Total
(t)
(%)
(t)
(%)
(t)
(%)
(t)
(%)
(t)
(%)
1 054 512
71 113
25 530
97 019
1 248 174
84,5
5,7
2,0
7,8
100
1 407 248
75 852
103 451
219 775
1 806 326
77,9
4,2
5,7
12,2
100
1 265 315
72 922
93 698
226 266
1 658 201
76,3
4,4
5,7
13,6
100
1 541 218
68 643
110 364
262 919
1 983 144
77,7
3,5
5,6
13,2
100
1 530 228
50 683
129 443
306 622
2 016 976
75,9
2,5
6,4
15,2
100
(1) Les tonnages ont été diminués des huiles de base issues des raffineries françaises ayant servi à leur fabrication et qui sont déjà comprises dans le raffinage.
Depuis environ 5 ans, la production d’huiles de base plafonne aux alentours
de 1,5 Mt tandis que la régénération décroît régulièrement : elle n’était plus
que de 50 kt en 1992 et devrait arriver à presque rien en 1993 par suite de la
fermeture quasi totale des usines de reraffinage.
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie
est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique
Doc. B 5 344 − 3
S
A
V
O
I
R
P
L
U
S
P
O
U
R
E
N
S
A
V
O
I
R
P
L
U
S
LUBRIFIANTS
_________________________________________________________________________________________________________________________
Les importations croissent du fait de l’augmentation des échanges intercommunautaires mais restent cependant à un niveau très modeste avec une
certaine stabilité.
allongements des intervalles de vidange, diminution de la consommation
d’huile par les moteurs, etc.) et des huiles pour moteurs 2 temps (recul du parc
des cyclomoteurs, diminution des concentrations d’huile dans l’essence, etc.),
le marché intérieur français des lubrifiants pour automobiles reste relativement
stable.
La production d’additifs est en forte hausse et atteint environ 15 % de la production mondiale, ce qui place la France au deuxième rang mondial derrière
les États-Unis. Cette augmentation semble être due pour une bonne part à
l’augmentation du taux moyen d’additivation des lubrifiants.
Par contre, la vente des lubrifiants industriels proprement dits – c’est-à-dire
en excluant les huiles de procédés qui ne sont que des huiles de base servant
de matières premières pour différentes fabrications telles que les encres, le
caoutchouc, les insecticides, etc. – continue de régresser régulièrement et
semble indiquer une baisse de la production industrielle dans l’ensemble de
l’industrie et en particulier de l’industrie automobile.
Malgré la croissance régulière des huiles pour moteurs Diesel et des huiles
multifonctionnelles (augmentation du parc de véhicules Diesel et diversité de
plus en plus grande dans l’emploi des huiles multiusages comme huiles pour
Diesel, systèmes hydrauliques, transmissions, etc.) et la chute assez importante des huiles pour moteurs à essence (accroissement de la diésélisation,
(0)
Tableau C – Ventes sur le marché intérieur français (en masse)
Appel
lation
CPL
1960
(t)
B
Huiles mouvements
C
Huiles cylindres
D.av
Moteurs d’avions
D.e
Moteurs essence
D.dt
Moteurs 2 temps
D.u
Moteurs Diesel véhic.
util.
D.t
Moteurs Diesel véhic.
touris.
D.m
Huiles multifonctionnelles
D.a
Moteurs autres
E.0
Compresseurs
E.1
Huiles turbines
E.2a
Transm. hydrauliques
E.2b
Amortisseurs et freins
E.3
1970
1980
1984
1988
1992
Désignation courante
Transm. automatiques
F
Huiles isolantes
I
Vaselines
J.1
Graisses auto
J.2
Graisses autres
K.0
Traitement thermique
K.1
Usinage métaux
K.2
Huiles solubles
K.3a
Engrenages auto
K.3b
Engrenages autres
K.4a
Démoulage
K.4b
Protection
K.4c
Ensimage
K.4d
Fluides caloporteurs
K.4e
Autres
(%)
(t)
(%)
(t)
(%)
(t)
(%)
(t)
(%)
7,2
48 250
5,1
35 865
4,3
34 131
3,8
32 223
3,7
9
8 650
1,6
4 289
0,5
1 779
0,2
895
0,1
571
0,1
598
0,1
29
973
0,2
772
0,1
1 450
0,1
1 152
0,1
1 656
0,2
1 160
0,1
28
209 025
22,2


17 586
1,9











 57,1  243 145  25,9














 11 838  1,3




14 823
1,6

101 139
10,8

 8,5



 16 392  1,7




178 170
21,3
177 045
19,6
146 233
16,8
1
13 551
1,6
12 288
1,4
11 591
1,4
16



 219 343






 26,2



160 519
17,8
149 808
17,2
2
54 115
6
72 868
8,4
5
39 075
4,3
38 578
4,4
6



9 053

 1,1

8 884

 0,9

1 000
0,1
27
7 542
0,9
19
10 394
1,2
8 477
0,9
6 009
0,7
20
93 043
11,1
105 365
11,6
95 949
11,0
3

 15 782


 1,9



 21 468  2,4


6 068
0,7
21
12





















307
499
58,6


 466 014






























 15 373  2,9  69 560












18 244
2,1
13 978
2,7
17 246
2,1
22 091
2,4
20 728
2,5
19 599
2,2
19 364
2,2
11
3 029
0,6
3 757
0,5
2 662
0,3
2 246
0,3
2 353
0,3
3 757
0,4
24
16 419
2


 27 077  5,2
16
449
2






 16 053  3
 30 634  3,8




14 540
1,5
12 852
1,5
12 576
1,4
10 876
1,3
17
16 064
1,7
14 299
1,7
15 677
1,7
13 174
1,5
15


 37 198  4,1


4 102
0,5
23
14 263
2,7
16 731

 31 604





 12 114





 6





 2,3





 47 202





 30 617






 35 669  3,8


2


 28 036  3,4


33 082
3,8
8
2,9
30 003
3,5
10
35 846
4
34 049
3,9
7
14 323
1,6
13 416
1,5
14
1,2
10 129
1,1
6 325
0,7
22
1,1
7 705
0,8
7 482
0,9
18
0,4
2 851
0,3
1 160
0,1
26
24 612
2,6
22 927
2,7
26 291

 5,8





 3,8




38 658
4,1
31 708
3,8
19 422
2,1
15 300
1,8
11 212
1,2
9 685
6 494
0,7
9 546
3 331
0,4
3 494
2 811
0,3
2 380
0,3
4 023
0,4
3 029
0,3
25
6 832
0,7
6 752
0,8
13 481
1,5
14 124
1,6
13


 10,2


4
100
Huiles vaseline codex
2 335
0,4
3 900
0,5
14 867
1,6
19 654
2,4
20 600
2,3
Huiles vaseline non
codex
5 590
1,1
5 906
0,7
4 917
0,5
5 349
0,6
6 179
0,7
Huiles de procédés
–
525 561
–
27 514
3,4
50 134
5,3
55 083
6,6
51 507
5,7


 89 141


100
815 325
100
939 753
100
837 287
100
903 932
100
870 995
(0)
(0)
Doc. B 5 344 − 4
(Rang)
58 315
H.1
Total
(%)
12,8
H.2
M
(t)
67 023
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie
est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique
_________________________________________________________________________________________________________________________ LUBRIFIANTS
Tableau D – Comparaison des ventes sur le marché intérieur français des lubrifiants
pour l’automobile et pour l’industrie (en %)
LUBRIFIANTS POUR
1980
1984
1988
1992
D.e
22,2
21,3
19,6
16,8
2 temps
D.dt
1,9
1,6
Diesel
D.u, D.t
Huiles multiusages
D.m
Essence
Huiles
moteurs
L’AUTOMOBILE Total huiles moteurs
Lubrifiants
divers
1,4
25,6
25,9
26,2
4,3
4,4
50
49,1
49,1
48,2
3,9
Boîtes et ponts
K.3a
4,1
3,8
4
Amortisseurs, freins, transmissions automatiques
E.2b, E.3
1,7
1,9
2,4
2,8
Graisses
J.1
1,5
1,5
1,4
1,3
7,3
7,2
7,8
8,0
Total lubrifiants divers
Total lubrifiants pour l’automobile
L’INDUSTRIE
1,4
23,8
57,3
56,3
56,9
56,2
Huiles de procédés
H.1, H.2, M
7,4
9,6
8,7
10,2
Travail des métaux
K.0, K.1, K.2
6,4
6,1
7,0
7,8
Fluides hydrauliques
E.2a
10,8
11,1
11,6
11,0
Autres
B, C, D.av, D.a, E.0, E.1, F, I, J.2, K.3b, K.4a, b, c, d, e
Total lubrifiants pour l’industrie
18,1
16,9
15,8
14,8
42,7
43,7
43,1
43,8
Tableau E – Ressources et distribution des lubrifiants dans le monde en 1990
Production
Pays
États-Unis
URSS
Japon
Chine
FRANCE
Italie
Allemagne fédérale
Grande-Bretagne
Canada
Singapour
Brésil
Yougoslavie
Pays-Bas
Inde
Corée du Sud
Arabie Saoudite
Australie
Iran
Espagne
Irak
Monde
Europe
Amérique
Asie
Afrique
Océanie
Importation
(kt)
8 737
7 700
2 232
1 825
1 635
1 228
1 162
974
821
680
678
600
598
580
574
570
560
550
520
420
39 466
17 128
12 238
8 543
997
560
Rang
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Pays
Chine
Belgique
États-Unis
Allemagne fédérale
Pays-Bas
Inde
Mexique
Suède
Cuba
Grande-Bretagne
Singapour
Autriche
Finlande
Japon
FRANCE
Grèce
Malaisie
Canada
Espagne
Algérie
Monde
Europe
Asie
Amérique
Afrique
Océanie
Consommation
(kt)
800
694
612
517
444
380
260
223
220
187
180
164
153
138
118
114
106
99
95
90
7 961
3 383
2 182
1 538
725
133
Rang
Pays
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
États-Unis
URSS
Chine
Japon
Allemagne fédérale
FRANCE
Inde
Canada
Grande-Bretagne
Italie
Brésil
Mexique
Espagne
Corée du Sud
Australie
Afrique du Sud
Irak
Yougoslavie
Cuba
Arabie Saoudite
Monde
Europe
Amérique
Asie
Afrique
Océanie
(kt)
8 419
7 668
2 254
2 206
1 190
968
955
832
822
763
633
627
526
504
462
403
363
342
330
298
38 553
16 057
11 905
8 351
1 693
547
P
O
U
R
E
N
S
A
V
O
I
R
Exportation
Rang
Pays
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
États-Unis
FRANCE
Singapour
Pays-Bas
Italie
Grande-Bretagne
Belgique
Allemagne fédérale
Chine
Iran
Suède
Australie
Arabie Saoudite
Yougoslavie
Japon
Pakistan
Grèce
Bahrein
URSS
Vénézuela
1 022
808
782
745
679
582
427
412
360
330
327
270
270
250
199
140
121
120
117
100
Monde
Europe
Asie
Amérique
Océanie
Afrique
9 415
4 810
2 381
1 882
270
72
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie
est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique
(kt)
Rang
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12
14
15
16
17
18
19
20
Doc. B 5 344 − 5
P
L
U
S
P
O
U
R
E
N
S
A
V
O
I
R
P
L
U
S
LUBRIFIANTS
_________________________________________________________________________________________________________________________
(0)
Tableau F – Consommation annuelle (en kg par habitant)
des lubrifiants dans différents pays,
classée par ordre décroissant en 1990 (suite)
Tableau F – Consommation annuelle (en kg par habitant)
des lubrifiants dans différents pays,
classée par ordre décroissant en 1990
Pays
Lubrifiants
États-Unis
Canada
Belgique
Australie
Norvège
Autriche
Finlande
Suède
Allemagne fédérale
Pays-Bas
Japon
FRANCE
Danemark
Yougouslavie
Grande-Bretagne
Espagne
Italie
Grèce
Portugal
Suisse
33,7
31,4
27,7
27,0
22,9
21,4
21,2
19,5
19,0
18,7
17,9
17,1
15,0
14,4
14,3
13,5
13,3
13,1
12,7
11,6
Lubrifiants
Tous
produits
pétroliers
Afrique du Sud
Argentine
Mexique
Turquie
Brésil
Inde
11,4
7,6
7,3
5,3
4,2
1,2
529
636
722
387
443
70
Communauté Économique Européenne
16,0
1 485
Monde
7,3
597
Tous
produits
pétroliers
3 087
2 607
2 142
2 072
1 679
1 224
1 994
1 687
1 761
1 483
1 664
1 455
1 689
663
1 334
1 142
1 530
1 430
1 156
1 871
Pays
On peut voir que la consommation de lubrifiants par habitant et par an peut
être prise, en un certain sens, comme un critère du niveau d’industrialisation
et de motorisation d’un pays. Le pays le moins bien servi est l’Inde avec 1,2 kg,
tandis que les États-Unis ou le Canada dépassent 30 kg par an. Naturellement,
ces chiffres intègrent également un certain nombre de facteurs indépendants
du niveau industriel du pays tels que l’étendue du territoire en rapport avec la
densité de population (Canada, Norvège, Australie, etc.), la faible consommation des moteurs produits dans le pays (France, etc.), les habitudes en matière
d’espacement des vidanges des moteurs et des machines, ainsi que la pénétration du suivi en service des charges d’huiles.
Normalisation des méthodes d’essais
L’Association Française de Normalisation (AFNOR) met à la disposition des
lecteurs les collections de normes françaises, étrangères et internationales ;
celles-ci peuvent être également acquises à l’AFNOR. Dans chaque pays, le
service national de normalisation peut rendre les mêmes services.
Dans les tableaux ci-dessous, nous indiquons les numéros de normes
françaises et étrangères. La correspondance entre les normes d’une même
ligne n’est pas nécessairement rigoureuse.
(0)
Tableau G – Propriétés et caractéristiques structurales
Méthode d’essais
ANALYSE FONCTIONNELLE
Groupe d’hydrocarbures
[adsorption indicateurs fluorescents (FIA)]
Groupe d’hydrocarbures (autres méthodes)
Aromatiques
Aromatiques
Asphaltènes (voir insolubles)
Naphtènes
Indice de brome (teneur en insaturés)
Indice de saponification
(teneurs : esters, corps saponifiables)
Constante viscosité-densité (VGC)
Monoacides des esters (chromato. gaz)
Acidité, alcalinité des huiles
TAN, SAN, TBN, SBN (méthode potentiométrique)
TAN, SAN, SBN (méthodes indic. colorés)
TBS, SBN (méthodes potentiométriques)
TAN (micro-indicateurs)
SAN (extraction à l’eau)
TBN (acide perchlorique)
Neutralité
PH des fluides
Fluides de coupe
Fluides difficilement inflammables (A, C)
Acidité, alcalinité des graisses
TENEUR EN MÉTALLOÏDES
Azote
Kjeldahl
Au microcoulomètre
Doc. B 5 344 − 6
ISO
AFNOR-NF
ASTM
IP
DIN
...
M 07-024
D 1319
156
51791
3840
...
...
M 07-016
C 27-225
...
D 3238
D 936
D 2007
368
...
...
51378
51384
...
...
3839
6293
...
M 07-017
T 60-110
D 2159
D 1159
D 94
...
130
136
51410
51774
51559-1
ASTM D 2002
ASTM D 2710
...
...
...
...
D 2501
...
...
...
FTMS 3500.1
6619
6618
...
...
...
3771
...
...
T 60-112
...
...
...
...
...
D 664
D 974
D 4739
D 3339
...
D 2896
...
177
139
51809-2
51558-1
IP 1 et FTMS 5102.1
182
276
...
ISO 3771
...
FTMS 5101.7
...
...
...
...
E 48-612
T 60-133
...
...
51369
D 128
37
51809-1
...
...
...
...
D 3228
D 3431
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie
est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique
Autres
ASTM D 2549
_________________________________________________________________________________________________________________________ LUBRIFIANTS
Tableau G – Propriétés et caractéristiques structurales (suite)
Méthode d’essais
ISO
AFNOR-NF
ASTM
IP
DIN
...
...
...
...
...
...
D 808
D 1317
...
...
118
244
51577.1
...
...
D 1018
4265
...
...
...
...
...
D 4047
D 1091
...
149
51363.1
245
...
...
2192
...
...
...
...
4260
...
...
5662
T 60-108
T 60-109
M 07-031
...
...
M 07-025
...
T 60-142
...
...
T 60-131
...
D 129
D 1266
D 2622
D 4294
D 1552
...
D 2785
...
D 1662
D 1275
...
61
107
...
336
...
242
243
...
155
315
51768
...
51400
51400.2
51400.6
51400.1
DIN 51400.2
FTMS 3180.2
51409
51400
EN 41
51388
DIN 51353
DOSAGE DES MÉTAUX DANS LES HUILES
Ba, Ca, P, S, Zn
Ba, Ca, Mg, Zn
Ba, Ca, P, Zn
Ba, Ca, Zn
Ba
Ca
Cu
Fe
Mg
Na
Zn
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
M 07-038
...
D 4927
D 4628
...
...
...
...
...
D 4042
...
D 1026
...
308
187
...
110
111
...
...
...
51401.1
IP 339
DOSAGE DES MÉTAUX DANS LES GRAISSES
Ca, Fe, Li, Mo, Na
Li, Na
Pb
...
...
...
...
...
...
...
D 3340
D 1262
...
199
...
DOSAGE DES MÉTAUX DANS LES ADDITIFS
Ba, Ca, Mg, Zn
Ba
Ba, Ca, P, S, Zn (Fluo X)
Ba, Ca, Mg, P, S, Zn (Spectro. Atomi. Plasma)
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
D 4927
D 4951
339
271
CENDRES
Oxydées
Sulfatées
Sulfatées dans les graisses
Constituants inorganiques
6245
3987
...
...
M 07-045
T 60-143
T 60-144
...
D 482
D 874
D 128
...
RÉSIDUS (teneur en carbone)
Conradson
Ramsbottom
Carbone Micro Carbon Residu Tester
6615
4262
...
T 60-116
T 60-117
...
D 189
D 524
D 4530
TENEURS EN SÉDIMENTS, INSOLUBLES, ASPHALTÈNES
Insolubles pentane (membrane filtrante)
Insolubles pentane et toluène
Insolubles naphta
Insolubles heptane et solubles toluène
Insolubles toluène
Insolubles graisses
...
...
...
...
...
...
...
T 60-157
...
T 60-115
...
...
TENEUR EN HUILE
Émulsions de coupe
Graisses à savon
Huiles grasses dans les huiles de coupes (IR)
...
...
...
...
...
...
Carbone
Voir résidus
Chlore
À la bombe
À l’alcoolate de sodium
Flask
Hydrogène
À la lampe
Phosphore
Au phosphomolybdate
Par photométrie et gravimétrie
À la bombe
Soufre
Au tube de quartz
À la bombe
À la lampe
Par spectrographie RX
Par spectrométrie de fluorescence X
Par four à induction (hautes températures)
Flask
Wickbold
Soufre total
Huiles de coupe (soufre actif)
Huiles isolantes (soufre corrosif)
Autres
E
N
DIN 51400.3
S
A
V
O
I
R
51391
51404
51397
51431
117
51815.1
...
...
4
163
...
122
EN 7
51575
51803
ASTM D 4042
13
14
51551
D 4055
D 893
D 2273
...
D 96
D 128
...
143
51586
51595
...
D 128
...
137
...
...
51368
51814
...
DOSAGE DES LUBRIFIANTS SOLIDES
(cf. tableau lubrifiants solides)
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie
est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique
P
O
U
R
ASTM D 91
FTMS 3110.1
Doc. B 5 344 − 7
P
L
U
S
P
O
U
R
E
N
S
A
V
O
I
R
LUBRIFIANTS
_________________________________________________________________________________________________________________________
Tableau G – Propriétés et caractéristiques structurales (suite)
Méthode d’essais
ISO
AFNOR-NF
ASTM
IP
DIN
Autres
3733
...
3734
...
T 60-113
T 60-154
...
C 27-228
D 95
D 1744
D 96
74
...
...
ISO 3733
51577
51593
ASTM D 3607
TENEUR EN GLYCOLS (antigels)
...
...
D 4291
...
51375
ASTM D 2982
POLLUTION PAR LES CARBURANTS
Essence (distillation)
Essence (chromato.)
Gazole
...
...
...
...
...
...
D 322
D 3525
D 3524
23
...
51565
...
ASTM D 3607
POLLUTION EN PARTICULES
Huiles moteurs
Fluides hydrauliques (compt. autom. « HIAC »)
Fluides hydrauliques (compt. autom. à absorption)
Fluides hydrauliques (compt. gravimétrique)
Fluides hydrauliques (compt. au microscope)
Huiles turbines aviation (compt. gravimétrique)
Graisses
Huiles isolantes
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
E 48-658
E 48-652
E 48-651
...
...
C 27-232
...
...
316
327
51592
FTMS 3006.3
D 4898
...
...
D 1404
327
275
...
134
...
...
...
51813
FTMS 3011.1
FTMS 3009.3
FTMS 3010.1
FTMS 3005.4
AUTRES CORPS
Antioxydants (huiles isolantes)
Chlorures
Sulfonates solubles (chromato. liquide)
Polychlorobiphényles (huiles isolantes)
...
...
...
...
C 27-227
M 07-023
...
C 27-234
...
D 878
D 3712
...
77
51554
51576
CEI 666
NF T 20-056
TENEUR EN EAU
Distillation par entraînement
Karl Fisher
Centrifugation
Karl Fisher (huiles isolantes)
(0)
P
L
U
S
Tableau H – Propriétés et caractéristiques massiques
Méthode d’essais
ISO
AFNOR-NF
3675
3838
...
...
...
T 60-101
T 60-180
...
...
T 60-172
DENSITÉ API
...
MASSE MOLAIRE
Par mesure thermoélectrique
Relative à partir de la viscosité
À partir des pertes par évaporation
MASSE VOLUMIQUE
Aréomètre
Pycnomètre Lipkin (liquides fluides)
Pycnomètre Lipkin (produits visqueux)
Pycnomètre Bingham
Densimètre digital
COMPRESSIBILITÉ
Modules de compressibilité des fluides hydrauliques
Des graisses
ASTM
IP
DIN
D 1298
D 941
D 1481
D 1480
D 4052
160
189
51757
51757
249
365
...
...
D 287
160
...
...
...
...
...
...
D 2503
D 2502
D 2878
6073
...
...
...
Autres
ASTM D 1217
...
51816-2
IP
DIN
Autres
...
(0)
Tableau I – Propriétés et caractéristiques optiques
Méthode d’essais
ISO
AFNOR-NF
COULEUR
ASTM
Saybolt
Lovibond
2049
...
...
T 60-104
M 07-003
...
D 1500
D 156
...
196
...
17
ISO 2049
51411
INDICE DE RÉFRACTION
IR et dispersion relative
IR des corps visqueux
5661
...
...
...
D 1218
D 1747
...
51423.1
...
...
...
...
D 2008
D 2269
ULTRAVIOLET
Absorbance et absorptivité
Absorption (huiles blanches)
ASTM
(0)
Doc. B 5 344 − 8
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie
est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique
_________________________________________________________________________________________________________________________ LUBRIFIANTS
Tableau J – Propriétés et caractéristiques rhéologiques
Méthode d’essais
VISCOSITÉ DES HUILES
Viscosimètres capillaires
Principes généraux
Ubbelohde (liquides transparents)
Cannon-Fenske (liquides opaques)
Tube en U (liquides opaques)
Vogel-Ossag (+ 10/+ 150oC)
Vogel-Ossag (– 55/+ 10 oC)
Autres viscosimètres
Huiles turbines aviation (basses temp.)
Visco. apparente (haute temp. + cisaillement élevé)
Viscosimètres chute de corps
Höppler (bille)
Viscosimètres rotatifs
Brookfield (viscosité)
Cold Cranking Simulator (CCS)
Mini-Rotary Viscometer (MRV)
MRV (basse température)
Brookfield (pompabilité huiles moteurs)
Brookfield scanning (basse temp. + cisaillement faible)
Ravenfield
TBS Viscometer (haute temp. + cisaillement élevé)
ISO
AFNOR-NF
ASTM
IP
DIN
3104
3105
...
...
...
...
...
...
...
T 60-100
T 60-100
T 60-100
...
...
...
...
...
...
D 445
D 446
D 446
D 445
...
...
D 446
D 2532
D 4624
71
71
...
71
...
...
71
51550
51562.1
51366
51372
51561
51569
...
...
...
...
53015
...
...
...
...
...
...
...
...
T 60-152
...
...
...
...
...
...
...
D 2983
D 2602
D 3829
D 4684
...
D 5133
D 4741
D 4683
267
350
51398
51377
CEC L-18-A-80
IP 383
...
...
CEC L-32-A-87
370
...
CEC L-36-A-90
Autres
3016
...
...
...
...
...
...
T 60-105
...
...
T 60-122
...
...
...
D 97
...
...
15
...
...
ISO 3016
...
...
FTMS 203.1
FTMS 204.1
...
...
...
...
...
...
...
51568
51427
2137
2137
...
2176
...
...
...
...
...
...
...
...
T 60-132
T 60-140
T 60-171
T 60-102
...
...
T 60-139
...
T 60-122
...
...
...
D 217
D 1403
50
310
ISO 2137
51804.2
D 566
D 2265
D 3232
D 1092
...
132
132
ISO 2176
...
51805
D 1478
D 4693
D 217
186
50
51818
2909
...
...
T 60-136
...
T 60-148
D 2270
...
D 341
226
...
ISO 2909
51563
...
...
...
M 82-659-1
D 2161
E
N
AUTRES ESSAIS DES HUILES
Point d’écoulement
Point d’écoulement stabilisé (huiles moteurs)
Point d’écoulement dilué
Point de fluage
Point de sillon Channel Test CRC L-15
Fluidité
Pompabilité
RHÉOLOGIE DES GRAISSES
Pénétration au cône (éch. : 1)
Pénétration au cône (éch. : 1/4 et 1/2)
Pénétration au cône (à basse température)
Point de goutte (bain liquide < 260 oC)
Point de goutte (four < 360 oC)
Viscosité apparente Trident Probe
Viscosité apparente SOD
Pression d’écoulement (Kesternich)
Point de fluage
Couple à basse température (roulement à billes)
Couple à basse température (roulement de fusée)
Classification NLGI
ABAQUES. CALCULS. CONVERSIONS
Indice de viscosité
Indice de pente m
Abaque ASTM (viscosité-température)
Conversion des viscosités
mm2/s SSU et SSF
mm2/s oE SSU Sec. Red
P
L
U
S
Tableau K – Propriétés et caractéristiques superficielles
Tension de surface dynamique (bulle rapide)
Tension de surface
Tension interfaciale eau/huile (anneau)
SOLUBILITÉ DES GAZ
Dans les liquides
Dans les liquides pétroliers
Dans les liquides organiques
ISO
AFNOR-NF
ASTM
...
...
6295
...
...
...
D 2285
D 3825
D 971
...
...
...
...
...
...
D 2780
D 2779
D 3827
IP
DIN
Autres
...
...
ASTM D 3827
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie
est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique
S
A
V
O
I
R
FTMS 3456.2
(0)
Méthode d’essais
P
O
U
R
Doc. B 5 344 − 9
P
O
U
R
E
N
S
A
V
O
I
R
P
L
U
S
LUBRIFIANTS
_________________________________________________________________________________________________________________________
Tableau K – Propriétés et caractéristiques superficielles (suite)
Méthode d’essais
ISO
AFNOR-NF
ASTM
IP
DIN
DÉSAÉRATION
Des huiles lubrifiantes et fluides hydrauliques (IMPINGER)
Des fluides difficilement inflammables
Des fluides isolants
...
...
...
T 60-149
E 48-614
C 27-230
D 3427
313
51381
MOUSSAGE
Sphère poreuse
Huiles turbines aviation
Huiles de coupe
Fluides aqueux (mélangeur)
Fluides aqueux (bouteille)
Huiles engrenages EP/GL-4
...
...
...
...
...
...
T 60-129
...
...
...
...
...
D 892
...
...
D 3519
D 3601
...
146
...
312
...
FTMS 3213.1 et 3214.1
...
...
CRC L-12
6614
...
...
...
T 60-125
T 60-156
...
...
D 1401
...
...
D 2711
...
19
...
51599
FTMS 3201.7
51589
STABILITÉ DES ÉMULSIONS AQUEUSES
Huiles de laminage
Fluides difficilement inflammables A et B
Au stockage à température élevée
Au stockage à basse température
Huiles de coupe
Mise en émulsion et stabilité au repos
...
...
...
...
...
...
...
E 48-615
...
...
...
T 60-187
D 3342
290
263
51367
APTITUDE À LA PULVÉRISATION
...
...
DÉSÉMULSION
Huiles turbines (palette)
Huiles turbines neuves non inhibées (barbotage vapeur)
Huiles turbines (barbotage vapeur)
Huiles moyennement à très visqueuses
D 3707
D 3709
D 1479
Autres
FTMS 3205.3
D 3705
(0)
Tableau L – Propriétés et caractéristiques solvantes
Méthode d’essais
ISO
AFNOR-NF
ASTM
IP
DIN
Autres
2977
...
...
...
...
...
...
...
M 07-021
...
...
...
...
...
...
...
D 611
...
...
...
...
...
...
D 4056
2
...
...
...
...
...
...
51775
51593
51351
51590
...
...
...
DIN 51787
COMPATIBILITÉ MATÉRIAUX ET LUBRIFIANTS
Élastomères et fluides hydrauliques
Élastomères et huiles
Joints et huiles turbines aviation
Éléments filtrants et fluides
Élastomères et graisses
...
...
...
...
...
E 48-610
T 47-204
...
E 48-673
...
D 3604
...
...
324
278
...
...
FTMS 3603.5
...
FTMS 3432.1
D 4289
AUTRES ESSAIS
Résistance des graisses au fuel
Résistance des graisses au mélange eau/alcool
Résistance des graisses à l’eau
Sensibilité à l’eau des fluides de transmissions
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
D 4997
...
...
...
...
...
51807-1
FTMS 5414.4
FTMS 5415.1
FTMS 3463.2
MISCIBILITÉ (entre liquides)
Point d’aniline
Résistance aux frigorigènes (essai Philipp)
Point de floculation (Floc Test )
Insolubles dans les frigorigènes
Homogénéité et miscibilité des huiles
Compatibilité des huiles turbines aviation
Compatibilité des huiles engrenages
Méthode de calcul (eau/huile)
(0)
(0)
(0)
(0)
(0)
Doc. B 5 344 − 10
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie
est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique
FTMS 1303.2
FTMS 3470.1
FTMS 3403.2
FTMS 3430.2
(0)
_________________________________________________________________________________________________________________________ LUBRIFIANTS
Tableau M – Propriétés et caractéristiques thermiques et d’inflammabilité
Méthode d’essais
ISO
AFNOR-NF
ASTM
Conductivité thermique
Vitesse de trempe
Chaleur spécifique en général
Chaleur spécifique des huiles turbines aviation (DSC)
...
...
...
...
...
T 60-178
...
...
D 2717
D 3520
D 2766
D 3947
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
E 48-613
...
...
...
...
...
...
T 60-161
...
...
D 2878
...
...
...
2719
...
...
2592
...
...
...
...
...
...
...
...
T 60-103
M 07-011
M 07-036
M 07-019
...
...
T 60-118
...
...
...
...
E 48-618
...
E 48-620
...
D 3115
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
3015
...
...
T 60-105
VOLATILITÉ
Tension de vapeur apparente
Tension de vapeur fluide HFD
Distillation sous pression réduite
Volatilisation dans le vide
Plage d’ébullition (chromato. gaz.)
Pertes par évaporation 100/150 oC
Pertes par évaporation 93/316 oC
Pertes par évaporation 100/540 oC
Essai Noack
Volatilité
Volatilité (mélange d’huile)
INFLAMMATION
Points d’éclair et de feu
Vase clos Luchaire
Vase clos Abel
Vase clos Abel-Pensky
Vase clos Pensky-Martens
Vase clos Setaflash
Vase clos Tag
Vase ouvert Cleveland
Vase ouvert Pensky-Martens
Vase ouvert Tag
Point d’auto-inflammation
Seuil de réactivité
Inflammabilité (lubrifiants et fluides HF)
Inflammabilité (jet sous pression)
Propagation flamme (fluides HF/charbon)
Réactivité explosive en présence d’alliages utilisés en
aviation, sous haut taux de cisaillement
STABILITÉ THERMIQUE
aux hautes températures
Huiles turbines aviation
Huiles de coupe émulsifiables
Fluides hydrauliques
Température de décomposition (Isoténiscope)
Cokéfaction des huiles « Panel Coker Test »
Cokéfaction en film mince
aux basses températures
Huiles
Huiles de coupe émulsifiables
Point de trouble
D 1160
D 2715
D 2887
D 972
D 2595
...
...
...
...
...
...
D 93
D 3828
D 56
D 92
...
D 1310
E 659
D 2883
D 3119
...
IP
DIN
Autres
...
...
FTMS 1110.2
...
51 356
183
...
...
...
...
...
51581
...
...
FTMS 350.2
FTMS 353.1
FTMS 3480.1
170
304
34
303
304
36
35
...
51755
51758
IP 304
DIN 53213
IP 304
ISO 2592
...
51794
...
...
...
...
FTMS 6053.1
FTMS 6052.1
...
...
D 2160
D 2879
...
D 3711
...
311
...
...
FTMS 3410.1 et 3411.1
...
FTMS 2508.1
...
...
FTMS 3462
...
...
D 2500
...
311
219
...
FTMS 3458.1 ou 3459.1
ISO 3015
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est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique
Doc. B 5 344 − 11
P
O
U
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E
N
S
A
V
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I
R
P
L
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P
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LUBRIFIANTS
_________________________________________________________________________________________________________________________
Tableau N – Propriétés et caractéristiques d’oxydabilité
Méthode d’essais
E
N
S
A
V
O
I
R
P
L
U
S
HUILES
Thermo-oxydation (appareil universel)
Huiles minérales pures
Huiles minérales inhibées
Huiles de base sans additif cendreux
Huiles EP
Huiles engrenages EP/GL5 (1)
Huiles compresseurs (POT)
Huiles turbines (CIGRE)
Huiles turbines (RBOT)
Huiles turbines (TOST) (2)
Huiles turbines en service
Huiles turbines aviation
Huiles turbines aviation
Huiles isolantes
Huiles minérales isolantes inhibées
Huiles isolantes à base d’hydrocarbures
Huiles minérales méthode Baader
Huiles (faibles viscosités)
Fluides hydrauliques, huiles pour broches
Huiles turbines aviation et fluides hydrauliques
Stabilité à l’oxydation des huiles moteurs (TFOUT)
GRAISSES
Essai à la bombe
Oxydabilité sur boîte d’essieux ferroviaires
ISO
AFNOR-NF
ASTM
...
...
...
...
...
...
...
...
...
4263
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
T 60-130
...
...
...
...
...
...
...
T 60-150
...
...
...
C 27-220
C 27-223
C 27-219
...
...
...
...
T 60-182
D 4871
...
D 4310
...
D 2893
...
...
...
D 2272
D 943
...
...
...
D 1313
...
...
...
...
F 19-503
D 942
IP
DIN
Autres
306
...
...
...
D 4636
D 4742
48
...
...
...
280
229
...
328
...
...
307
335
51352.1
51586
...
51352.2
...
...
51554.1 & 2
...
...
...
...
51554
51394
...
142
51808
FTMS 2504
51587
FTMS 5003.1
FTMS 5307.2
CEI 474
FTMS 5308.7
FTMS 5308.7
(1) Méthode CRC-L-60 TOST (Thermal Oxidation Stability Test ).
(2) TOST : Turbine Oxidation Stability Test
Note : voir aussi propriétés et caractéristiques thermiques et d’inflammabilité, de corrosivité et essais de performances sur mécanismes.
Tableau O – Propriétés et caractéristiques de corrosivité
ISO
AFNOR-NF
ASTM
IP
DIN
Autres
CORROSIVITÉ DU FER (rouille)
Cabinet humide
Cabinet humide
Huiles
Huiles turbines minérales inhibées
Huiles engrenages EP/GL-5, CRC L-33
Huiles turbines aviation
Huiles antirouille
Fluides aqueux (essais Herbert)
Fluides aqueux
Graisses (EMCOR)
Graisses
Revêtement anticorrosion (brouillard salin)
Méthode d’essais
...
...
...
7120
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
T 60-151
...
...
...
...
...
T 60-135
...
...
D 1748
...
...
D 665
...
...
...
...
D 4627
...
D 1743
...
366
...
...
135
...
...
...
125
287
220
...
...
51359
...
...
51585
...
...
51386.1
FTMS 5329.2
FTMS 3007.2
ASTM D 3603
FTMS 5326.1
FTMS 5307.2
51360
51802
...
...
CRC L-41
FTMS 4001.3
CORROSIVITÉ DU CUIVRE
Huiles (lame)
Huiles isolantes (lame)
Graisses (lame)
Graisses à 25 oC
Graisses à 100 oC
2160
5662
...
...
...
M 07-015
T 60-131
...
...
...
D 130
D 1275
D 4048
...
...
154
315
112
...
...
51759
51353
51811
...
...
FTMS 5304.5
FTMS 5309.5
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
T 60-160
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
178
...
...
293
...
...
331
329
...
...
...
...
51394
51355
51357
51358
FTMS 5322.2
FTMS 5305.1
FTMS 5321.2
FTMS 5308.7
...
FTMS 5306.5
CORROSIVITÉ DE MÉTAUX DIVERS
Huiles (acier, laiton)
Huiles (Cu, Ag, Fe)
Huiles (Cu, Pb)
Huiles légères
Huiles engrenages (Cu, Fe)
Huiles moteurs (acide hydrobromique)
Huiles moteurs (eau de mer)
Fluides HFD (acier, cuivre)
Fluides HF hydratés (Cu, Cd, Fe, Zn, Al, laiton)
Fluides de coupe (Cu, Fe, acier, laiton)
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_________________________________________________________________________________________________________________________ LUBRIFIANTS
Tableau P – Propriétés et caractéristiques d’hydrolyse
Méthode d’essais
ISO
AFNOR-NF
ASTM
IP
DIN
Autres
Stabilité à l’hydrolyse (Coca Cola Test )
...
...
D 2619
...
...
FTMS 3457.2
E
N
Tableau Q – Propriétés et caractéristiques mécaniques
ISO
AFNOR-NF
MACHINES DE FROTTEMENT POUR HUILES
DKA
Faville-Levally LFW1
SAE No 2 (embrayage à frictions)
Transmissions de tracteur John Deere
Méthode d’essais
ASTM
...
...
...
...
...
...
...
...
IP
DIN
Autres
332
...
CEC L-11-T-72
MACHINES DE FROTTEMENT POUR GRAISSES
Faville-Levally LFW1
...
...
D 3704
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
D 1947
...
D 1947
D 1947
...
D 4998
D 4996
334
166
...
...
...
51354
CEC-L-07-A-85
...
...
...
FTMS 6508.2
FTMS 6509.2
FTMS 6511.2
232
...
...
...
...
...
IP 233, IP 234
FTMS 6506.1
FTMS 6507.1
...
...
239
239
...
240
281
...
...
CEC L-30-T-81
CEC L-31-T-81
51350
...
...
51389
FTMS 6503.2
FTMS 6520.1
FTMS 6505.1
ASTM D 2271
...
D 2714
D 4736
D 4999
MACHINES D’USURE ET DE CAPACITÉ DE CHARGE
POUR HUILES
Engrenages droits
FZG
IAE
RYDER-ERDCO
WADD
WADD
FZG (fluides hydrauliques)
Réducteurs finaux John Deere
Ponts hypoïdes
MIRA
Pour huiles EP/GL-5 procédure CRC L 37
Pour huiles EP/GL-5 procédure CRC L 42
Autres machines d’essais
Falex usure, Pin and Vee block
Falex EP
Faville-Levally, LFW1, usure, Ring and block
MIRA Cames-poussoirs (pitting )
MIRA Cames-poussoirs (scuffing )
Shell, 4 billes, usure
Shell, 4 billes, EP
Shell, 4 billes, EP
Timken
Vickers, pompe à palettes (fluides hydrauliques)
Banc hydraulique pour direction assistée
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
E 48-617
E 48-617
...
...
E 48-617
...
D 2670
D 3233
D 2714
...
...
D 4172
D 2783
...
D 2782
D 2882
D 4862
MACHINES D’USURE ET DE CAPACITÉ DE CHARGE
POUR GRAISSES
Engrenages gauches hélicoïdaux
Falex oscillante Model 1, usure, Ring and block
Shell, 4 billes, usure
Shell, 4 billes, EP
Shell, 4 billes, EP
Timken
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
D 3704
D 2266
D 2596
...
D 2509
...
...
FTMS 335.3
239
239
...
326
51350
51350
...
FTMS 6503.2
FTMS 6520.1
MACHINES DE CISAILLEMENT POUR HUILES
FISST (injecteur Diesel)
FZG (engrenages)
Orbahn (injecteur Diesel)
Sonic test (ultrasons)
...
...
...
...
...
...
...
...
D 3945 B
...
D 3945 A
D 2603
351
294
...
51382
51382
CEC L-14-A-88
FTMS 3472
...
2137
...
...
T 60-140
T 60-132
...
...
D 1403
D 217
...
D 1831
310
50
...
51804.2
ISO 2137
...
FTMS 313.3
...
...
...
...
...
...
300
305
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
333
...
...
...
...
FTMS 3451.4
FTMS 361.4
FTMS 3452.2
MACHINES DE CISAILLEMENT POUR GRAISSES
Malaxeur 8 trous, « Working test »
Malaxeur 61 trous, « Working test »
Malaxeur 270 trous, « Working test »
Malaxeur Shell à rouleau, « Rolling test »
MACHINES DE FATIGUE
Shell, 4 billes, fatigue
Unisteel
AUTRES ESSAIS MÉCANIQUES POUR HUILES
Palier pour endurance « Work factor »
Pour fluides hydrauliques automobile
Palier pour huiles turbines
P
O
U
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Doc. B 5 344 − 13
S
A
V
O
I
R
P
L
U
S
P
O
U
R
LUBRIFIANTS
_________________________________________________________________________________________________________________________
Tableau Q – Propriétés et caractéristiques mécaniques (suite)
Méthode d’essais
E
N
S
A
V
O
I
R
AFNOR-NF
ASTM
IP
DIN
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
T 60-135
...
...
D 1741
D 3337
D 3527
D 3336
D 1478
...
D 1263
D 1264
...
D 4170
...
168
51806
186
266
...
215
220
...
51802
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
D 3428
D 4425
D 4173
D 4049
...
...
51807.2
...
...
F 19-501
F 19-502
MACHINES À ROULEMENT D’ESSAIS
POUR GRAISSES
Durée de vie-performance (roulements)
Durée de vie-performance (petits roulements)
Durée de vie-performance (fusées de roues)
Tenue à haute température
Couple à basse température
Malaxage
Tendance aux fuites (fusées de roue)
Délavage à l’eau « Water Washout »
EMCOR (émulsion-corrosion)
FAFNIR (corrosion de contact)
Essai Sikorsky (corrosion de contact)
AUTRES ESSAIS MÉCANIQUES POUR GRAISSES
Rotule sphérique automobile
Séparation de l’huile par centrifugation (Koppers)
Emboutissage
Délavage à l’eau (par pulvérisation)
Délavage à l’eau (statique)
Boîtes d’essieux ferroviaires (roulements) :
— endurance
— chocs et vibrations, banc ROPECS
Autres
ASTM D 4290
FTMS 6516.2
Tableau R – Propriétés et caractéristiques électriques
Méthode d’essais
P
L
U
S
ISO
Permittivité relative, facteur de dissipation
Résistivité
Conductivité
Rigidité diélectrique
Maintenance et surveillance en service
Tension de claquage au choc de foudre
ISO
AFNOR-NF
ASTM
IP
DIN
Autres
...
...
...
...
...
...
C 27-210
C 27-210
...
C 27-221
C 27-222
C 27-218
...
...
D 4308
...
...
...
53483
...
NF C 26-230
NF C 26-215
295
57303.10
ASTM D 877
(0)
Tableau S – Propriétés et caractéristiques biologiques
Méthode d’essais
ISO
AFNOR-NF
ASTM
IP
DIN
Autres
Biodégradabilité des huiles pour moteurs hors-bord 2 T
Biorésistance des fluides aqueux de travail des métaux
...
...
...
...
...
D 3946
...
...
CEC L 33-T-82
(0)
Tableau T – Propriétés et caractéristiques de stabilité au stockage
Méthode d’essais
Huiles engrenages EP
Huiles aviation (turbines, hydrauliques)
Huiles légères, fluides hydrauliques
Graisses
ISO
AFNOR-NF
ASTM
IP
DIN
Autres
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
D 1 742
...
...
...
121
...
...
...
51817
FTMS 3440.1
FTMS 3465.1
FTMS 202.1
FTMS 321.3 ou 3467.1
(0)
(0)
Doc. B 5 344 − 14
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(0)
_________________________________________________________________________________________________________________________ LUBRIFIANTS
Tableau U – Essais moteurs
CEC
–L–
ASTM
– STP –
IP
DIN
Autres
01-U-90
24-A-78
...
...
...
...
...
509 AI
509 A II
...
175
279
...
...
...
...
...
...
FTMS 341.4
FTMS 346.2
ASTM Research Report
RR-D-2-1273
...
12-A-76
...
...
...
...
51361-3
51361-4
...
...
...
...
...
...
17-A-78
42-A-92
35-U-92
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
DCSEA 214 A
(LCSEA-M-03)
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
FTMS 339.6
FTMS 354.1 et 355
DEF-STAN 91-22/2
MOTEURS ESSENCE
Monocylindres
Petter W1
CLR L38
02-A-78
...
...
509 A IV
176
...
...
FTMS 3405.2 ou
ASTM D 5119
Multicylindres
Fiat 132
Mercedes M 102 E
Peugeot PSA TU3
Ford Tornado
Oldsmobile V8 (Seq. II D)
Buick V6 (Seq. III E)
34-U-90
41-T-88
38-T-87
27-T-79
...
...
Moteur
MOTEURS DIESEL
Monocylindres
Petter AV1
Petter AVB
Caterpillar IG2
Caterpillar IH2
Caterpillar IK
MWM KD 12E A
MWM KD 12E B
Multicylindres
Mack T6
Mack T7
Cummins NTC-4 00
Mercedes OM 616
Mercedes OM 364 A
VW 1,6 TD
Peugeot 504 (Indénor)
2 Temps
GM 3-71
GM 6V-53T
Rootes TS3
Ford 4 cyl. (Seq. V. E)
Buick V6 (Seq. VI)
Volvo B 20 A
2 Temps
Johnson/Evinrude (performances)
Yamaha RD-350 B (encrassement)
Yamaha CE-50 S (préallumage)
Yamaha CE-50 S (serrage)
...
...
26-U-92
28-U-92
...
...
...
ASTM-Research Report
RR-D-2-1219
RR-D-2-1220
RR-D-2-1194
315 HI
...
...
...
...
...
...
...
...
...
ASTM-Research-Report
RR-D-2-1225
RR-D-2-1226
RR-D-2-1204
...
...
...
...
...
...
...
...
...
ASTM D 4857
ASTM D 4858
ASTM D 4863
Tableau V – Propriétés et caractéristiques des lubrifiants solides
Méthode d’essais
ANALYSES
Teneur en graphite et en MoS2 (huiles)
Teneur en graphite et en MoS2 (graisses)
Teneur en MoS2 des huiles (RX)
Teneur en MoS2 des graisses
Teneur en graphite (CCR)
Épaisseur de film
Pureté du MoS2
Cendres et matières volatiles du graphite
PERFORMANCES
Corrosivité (film)
Pouvoir anticorrosif de l’acier (film)
Sensibilité aux chocs thermiques (film)
Adhésivité, résistance aux fluides (film)
Abrasivité du graphite
Usure Alpha LFW 1 (film)
Usure et capacité de charge Falex (film)
Usure et coefficient de frottement pour matériaux autolubrifiants (machine Falex)
ISO
AFNOR-NF
ASTM
IP
DIN
Autres
...
...
...
...
6615
...
...
...
...
...
...
...
T 60-116
...
...
...
...
D 128
...
...
D 189
...
...
D 1553
...
...
...
...
13
...
...
51831
51831
51379.2
...
51551
...
...
FTMS 3720.2 ou 3722.2
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
D 2649
...
D 2511
D 2510
D 1367
D 2981
D 2625
D 3702
...
...
...
...
FTMS 3814.1
FTMS 5331.1
...
...
FTMS 7001.1
...
...
FTMS 3807.1 ou 3812.1
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie
est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique
FTMS 3816.1
FTMS 3710.1
Doc. B 5 344 − 15
P
O
U
R
E
N
S
A
V
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I
R
P
L
U
S
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E
N
LUBRIFIANTS
_________________________________________________________________________________________________________________________
Tableau W – Méthodes d’échantillonnage
Méthode
ISO
AFNOR-NF
ASTM
IP
DIN
Autres
Méthode générale
Pour moteurs à combustion
Pour fluides hydrauliques aviation
Pour huiles de laminage
Pour huiles isolantes
Pour fluides hydrauliques en circuit de fonctionnement
3170
...
...
...
...
...
M 07-001
...
...
...
C 27-475
E 48-650
D 4177
...
...
D 4042
...
51
...
320
51750
51574
ASTM D 4057
...
...
CEI 475
(0)
S
A
V
O
I
R
Tableau X – Principales méthodes d’essais CEC (1) (4)
Numéro
de code
CEC (2)
L-01-U-90
L-02-A-78
Moteur Petter AV1 (D)
Moteur Petter W1 (E)
L-07-A-85
Machine FZG
L-11-T-72
Machine DKA
L-12-A-76
L-33-T-82
Moteur MWM KD 12E –
Méthode B – (E)
Injecteur Bosch
Moteur Mercedes-Benz
OM 616 (D)
Moteur Petter AV-B suralimenté (D)
Moteur Volvo B20A (E)
Moteur Ford Tornado suralimenté (D)
Moteurs hors-bord Johnson et
Evinrude (E)
Équipement de laboratoire
L-34-U-90
L-35-U-92
Moteur Fiat 132C (E)
Moteur VW-ATL 1,6 litre (D)
L-14-A-88
L-17-A-78
L-24-A-78
L-26-U-92
L-27-T-79
P
L
U
S
Appareillage utilisé (3)
L-28-U-92
Détermination
Dépôts. Gommage
Oxydation huile. Corrosion
coussinets
Capacité de charge des huiles
transmissions
Coefficient de friction des
huiles ATF
Propreté du piston
Stabilité au cisaillement
Usure cames et cylindres
Propreté du piston. Conditions
sévères
Usure cames et poussoirs
Polissage des chemises
Performances huiles moteurs
hors-bord
Biodégradabilité des huiles
hors-bord 2T
Préallumage
Évaluation huile
(1) CEC = Conseil Européen de Coordination pour le développement des
essais de performances des lubrifiants et des combustibles pour
moteurs.
(2) L = Lubrifiant
M = Méthode
A = Méthode Approuvée
T = Méthode Tentative
U = Procédure non suivie de méthode A ou T
(3) D= Moteur Diesel
E = Moteur Essence
(4) Les titres complets de ces documents sont donnés dans la rubrique
Normes internationales
Tableau X – Principales méthodes d’essais CEC (1) (4)
Numéro
de code
CEC (2)
Appareillage utilisé (3)
L-36-A-90
Viscosimètre Ravenfield
L-37-T-85
L-38-T-87
Machine FZG
Moteur PSA TU3 (E)
L-39-T-87
Essai en verrerie
L-40-T-87
L-41-T-88
L-42-A-92
Appareil Noack
Mercedes-Benz M 102-E (E)
Mercedes-Benz OM 364-A (D)
M-02-A-78
M-03-T-74
Manuel de cotation
M-04-T-74
M-06-T-79
M-11-T-91
M-12-T-91
M-13-T-91
Détermination
Viscosité dynamique sous
haut cisaillement
Stabilité au cisaillement
Usure adhésive de la distribution
Compatibilité huile/élastomère
Pertes par évaporation
Boues
Polissage
Cotation des moteurs
Huiles de ponts hypoïdes :
endurance grande vitesse
Huiles de ponts hypoïdes :
chocs et grande vitesse. Transmission non automatique
Performance des synchro.
dans transmission manuelle
Comportement à froid pour
véhicules Diesel
Prise échantillon huile à bord
d’un navire
Méthodes pour analyse huile
en service
(1) CEC = Conseil Européen de Coordination pour le développement des
essais de performances des lubrifiants et des combustibles pour
moteurs.
(2) L = Lubrifiant
M = Méthode
A = Méthode Approuvée
T = Méthode Tentative
U = Procédure non suivie de méthode A ou T
(3) D= Moteur Diesel
E = Moteur Essence
(4) Les titres complets de ces documents sont donnés dans la rubrique
Normes internationales
Normes internationales
Conseil Européen de Coordination CEC
L 01-U-90
Essai d’huiles de graissage de moteurs Diesel sur moteur Diesel
Petter AV1 type laboratoire (Moteur Petter AV1).
L-02-A-78
Essai d’oxydation d’huile et de corrosion de coussinet (Moteur
Petter W1).
L-07-A-85
Procédure pour la mesure de la résistance à la charge des fluides
de transmission automobile (Machine FZG).
L-11-T-72
Détermination du coefficient de frottement des fluides de transmission automatique (Machine de friction DKA).
L-12-A-76
Performance des huiles pour moteurs à grande puissance dans
des conditions de marche sévères. Évaluation de la propreté des
pistons dans le moteur d’essai Diesel MWM KD 12E (méthode B)
(Moteur MWM KD 12E).
Doc. B 5 344 − 16
L-14-A-88
Détermination de la stabilité au cisaillement mécanique des
huiles lubrifiantes contenant des polymères (Injecteur Bosch sur
appareil Kurt Orbahn).
L-17-A-78
Évaluation de la performance d’une huile, en ce qui concerne
l’usure des cames et des cylindres (Moteur Mercedes-Benz
OM 616).
L-24-A-78
Évaluation des huiles de carter vis-à-vis de leur aptitude à former
des dépôts sur les pistons dans des conditions de régime sévère
(Moteur Petter AV-B suralimenté).
L-26-U-92
Évaluation des huiles de graissage vis-à-vis des piqûres et de
l’usure des cames et des poussoirs (Moteur Volvo B20A).
L-27-T-79
Essai de polissage des cylindres (Moteur Ford Tornado suralimenté).
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie
est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique
_________________________________________________________________________________________________________________________ LUBRIFIANTS
L-28-U-92
Évaluation de la performance des lubrifiants sur moteur horsbord (Moteurs Johnson et Evinrude).
L-33-T-82
Biodégradabilité dans l’eau des huiles de moteur hors-bord 2
temps (Équipement de laboratoire).
L-34-U-90
Tendances au préallumage des lubrifiants pour moteurs (Moteur
Fiat 132C).
L-35-U-92
Essai d’huiles moteurs sur moteur Diesel turbocompressé de
véhicule de tourisme (Moteur VW-ATL 1,6 litre).
L-36-A-90
Mesure de la viscosité apparente d’un lubrifiant à haute température et haut taux de cisaillement à l’aide du viscosimètre
Ravenfield (Viscosimètre Ravenfield).
L-37-T-85
Stabilité au cisaillement des huiles contenant un polymère
(Machine FZG).
L-38-T-87
Essai d’usure de la distribution sur moteur à essence (Moteur
PSA TU3).
L-39-T-87
Évaluation de la compatibilité huile/élastomère (Essai en verrerie).
L-40-T-87
Pertes par évaporation des huiles lubrifiantes (Appareil Noack).
L-41-T-88
Évaluation des propriétés anti-boues des huiles moteurs dans un
moteur à essence (Moteur Mercedes-Benz M 102-E).
L-42-A-92
Essai de l’usure par polissage des cylindres (Moteur MercedesBenz OM 364 A).
M-02-A-78
Évaluation de l’état d’un moteur à combustion interne.
M-03-T-74
High Speed Endurance Test Procedure for Hypoid Oils in
Passenger Cars (en anglais).
M-04-T-74
High Speed Shock Test Procedure for Hypoid Oils/Axles in
Passenger Cars with Non-Automatic Transmission (en anglais).
M-06-T-79
The Synchromesh Performance of Lubricants in Manually Shifted
Transmissions (en anglais).
M-11-T-91
Essai de comportement à froid pour les véhicules Diesel.
M-12-T-91
Prise d’un échantillon représentatif de lubrifiant moteur à bord
d’un navire.
M-13-T-91
Méthodes standardisées recommandées pour l’analyse des
lubrifiants en service.
ISO
6743-1 1981
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 1 : Famille A (Graissage perdu).
ISO
6743-2 1981
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 2 : Famille F (Paliers
de broche, paliers et embrayages associés).
ISO
6743-3A 1987
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 3A : Famille D
(Compresseurs).
ISO
6743-3B 1988
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 3B : Famille D
(Compresseurs de gaz et frigorifiques).
ISO
6743-4 1982
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 4 : Famille H
(Systèmes hydrauliques).
ISO
6743-5 1988
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 5 : Famille T
(Turbines).
ISO
6743-6 1990
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 6 : Famille C
(Engrenages).
ISO
6743-7 1986
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 7 : Famille M (Travail
des métaux).
ISO
6743-8 1987
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 8 : Famille R (Protection temporaire contre la corrosion).
ISO
6743-9 1987
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 9 : Famille X (Graisses).
ISO
6743-10 1989
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 10 : Famille Y
(Autres applications).
ISO
6743-11 1990
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 11 : Famille P (Outils
pneumatiques).
ISO
6743-12 1989
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 12 : Famille Q
(Fluides de transfert de chaleur).
International Organization for Standardization ISO
ISO
3448
1975
Lubrifiants liquides industriels. Classification ISO
selon la viscosité.
ISO
6743-13 1989
ISO/TR 3498
1986
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Recommandations pour le choix des
lubrifiants pour machines-outils.
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 13 : Famille G
(Glissières).
ISO
8068
1987
ISO
4346
1977
Câbles en acier d’usage courant. Lubrifiants.
Exigences de base.
Produits pétroliers et lubrifiants. Huiles lubrifiantes
de pétrole pour turbines (catégories ISO-L-TSA et
ISO-L-TGA). Spécifications.
ISO
6743-0 1981
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Partie 0. Généralités.
ISO
8681
1986
Lubrifiants, huiles industrielles et produits connexes
(classe L). Classification. Système de classification.
Définition des classes de produits.
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie
est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique
Doc. B 5 344 − 17
P
O
U
R
E
N
S
A
V
O
I
R
P
L
U
S