Technique : Les huiles

Ce chapitre présente la majorité des diverses huiles utilisées en mécanique, leurs origines, leurs caractéristiques, leurs fonctions et leur utilisation.
Les huiles d'origine minérale sont la catégorie la plus importante de produits actuellement employés : elles sont constituées par des fractions lourdes du pétrole brut, avec une composition principalement à base d'hydrocarbures et des masses molaires variant de 300 à 600.

Viscosimètre de Ostwald

La composition des produits obtenus est variable suivant l'origine du brut : de ce fait. les huiles de graissage pourront avoir des caractéristiques différentes, même si elles sont obtenues par des procédés de raffinage semblables. Une première classification des huiles minérales s'effectue sur la base du procédé de préparation :

- Les huiles distillées sont obtenues par distillation sous vide, ou dans un courant de vapeur du résidu de la distillation à la pression atmosphérique :
- Les huiles bright stock sont obtenues par désaphaltage, à l'aide d'un solvant, du résidu de la distillation sous vide.

Ces deux genres de produits sont soumis par la suite au raffinage, qui consiste principalement à éliminer l'asphalte, les paraffines normales, les produits aromatiques et la coloration. de façon a obtenir des produits à indice de viscosité élevé et de grande stabilité à l'oxydation.

Une autre classification s'effectue sur la base de la viscosité, caractéristique physique la plus importante des huiles de graissage et, dans le domaine de la traction automobile, on l'exprime suivant une échelle de qualités SAE (Society of Automotive Engineers) qui repose uniquement sur la viscosité de l'huile à une certaine température.

La classification SAE ne donne aucune indication sur le niveau de qualité du lubrifiant ni, par conséquent, sur son domaine d'application ; ce renseignement est donné en revanche par le symbole API (American Petroleum Institute) qui suit l'indice SAE et dont le classement dans l'ordre de qualité croissante est le suivant :

- Moteurs à essence : SA, SB, SC, SD, SE ; (A1, A2, A3)
- Moteurs Diesel : CA, CB, CC, CD ; (B1, B2, B3)
- Transmissions : GL 1, GL 2, GL 3, GL 4 et GL 5.

Les divers niveaux de qualité sont obtenus en traitant les huiles avec divers types d'additifs en plus ou moins grande proportion : parmi les additifs les plus importants, rappelons les additifs dispersifs, détergents, antioxydants, anti-usure, antirouille et améliorant l'indice de viscosité.

Des considérations analogues s'appliquent aux lubrifiants industriels dont, suivant leur utilisation, on améliore par des additifs des propriétés telles que l'aptitude à former des émulsions, la ténacité du film lubrifiant, la protection contre la corrosion et la résistance à l'attaque par les bactéries.

La technologie moderne des additifs a permis d'élever considérablement le niveau de qualité des huiles de graissage minérales, qui demeurent cependant toujours essentiellement des hydrocarbures, avec des limitations d'emploi imposées par les propriétés physicochimiques non modifiables telles que la volatilité ou l'énergie de liaison carbone-carbone ; c'est pourquoi ont été mis au point à partir des années cinquante des produits synthétiques, parfois très coûteux, qui trouvent une utilisation pour des applications surtout à haute température, sous vide poussé, dans des ambiances radioactives et dans des atmosphères corrosives.

- Les classes d'huiles synthétiques étant très nombreuses, nous en citerons les plus importantes :
- Huiles de silicones. Coussinets fonctionnant entre 150 et 180 °C (moteurs de générateurs électriques), convoyeurs de four, liquides hydrauliques ininflammables pour l'aviation, pompes à vide ;
- Esters siliciques. Échangeurs de chaleur pour températures élevées ;
- Esters de diacides. Graisses pour basse température, huiles hydrauliques, turbines à gaz, huiles pour moteurs ;
- Esters phosphoriques. Liquides hydrauliques ininflammables, graisses pour températures élevées ;
- Éthers de polyglycol. Liquides hydrauliques, liquides pour le formage et l'estampage du caoutchouc, graisses pour basses températures.

Comme on le remarque, les produits synthétiques sont utilisés lorsqu'il existe un risque d'incendie après rupture de conduites de graissage ou hydrauliques, à proximité de parties chaudes, ou quand on exige du lubrifiant une stabilité thermique élevée, ou enfin lorsque des exigences spéciales en matière de viscosité à basse température ou de faible volatilité sont nécessaires ; par exemple, pour travailler sous vide.