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1 - DIFFÉRENTES FORMES D’USURE QUI PEUVENT AFFECTER LES MOTEURS

2 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : BM2753 v1

Conclusion
Usure dans les moteurs - Formes fondamentales

Auteur(s) : Jean AYEL

Relu et validé le 05 janv. 2018

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Auteur(s)

  • Jean AYEL : Professeur honoraire à l’École nationale supérieure du pétrole et des moteurs

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INTRODUCTION

La durée de fonctionnement et la fiabilité des moteurs ne sont que très rarement limitées par des ruptures brutales d’organes provoquées par un défaut de résistance des matériaux ; le choix et les performances accrues de ces derniers, les méthodes modernes de calcul et les techniques de contrôle des pièces éliminent de plus en plus les risques d’incidents graves.

En revanche, les moteurs sont limités en durée et en performances par des phénomènes d’usure ou de défaillance de graissage tels que le grippage, le rayage adhésif (scuffing), l’abrasion, le piquage (pitting), l’écaillage de fatigue, le gommage des segments, l’épaississement d’huile par oxydation, l’accumulation de dépôts à chaud (carbones, vernis...) ou à froid (boues), etc.

L’une des fonctions essentielles de l’huile moteur est de lutter contre les phénomènes d’usure et de détériorations brutales afin d’éviter l’immobilisation du moteur, avec tous les inconvénients qui en résulteraient pour l’utilisateur.

Les conséquences de l’usure sur les moteurs peuvent être :

  • une panne brutale entraînant une immobilisation temporaire ou même une mise hors-service définitive du moteur ;

  • des pertes de performances pouvant gêner l’utilisateur en le privant des services attendus ou simplement en entraînant une perte d’agrément de conduite ;

  • une augmentation des coûts d’exploitation suite à une consommation excessive de carburant ou de lubrifiant, à une augmentation de la fréquence des vidanges (à cause de la pollution de l’huile) et des révisions (réglages et remplacement d’organes) et, finalement, par la diminution de la longévité du moteur.

Naturellement, l’usure d’un moteur ne dépend pas uniquement du rôle joué par le lubrifiant, mais relève aussi de nombreux autres facteurs tels que la technologie de l’ensemble et de chaque pièce prise séparément, de leur métallurgie, de leur tolérance de fabrication, des conditions d’utilisation et de leur degré de conformité à celles prévues par le constructeur, de la qualité du carburant utilisé, du réglage de la combustion, des conditions d’environnement climatique telles que la température ambiante, la pression atmosphérique, l’humidité et /ou la corrosivité de l’air (air marin) ou l’abrasivité de l’atmosphère (poussières).

Malgré l’élévation continuelle des performances des moteurs et l’accroissement des contraintes environnementales (dépollution de plus en plus poussée) et économiques (réduction des coûts de production et de la consommation de carburant), la longévité des moteurs croît constamment, tant du fait des progrès réalisés dans leur technologie que de l’utilisation d’huiles plus performantes.

Mais, si la durée de vie moyenne des moteurs augmente, les organes sensibles à l’usure, qui, d’ailleurs, peuvent être différents selon les types de moteurs, ne sont pas toujours les mêmes aujourd’hui qu’hier et évolueront très certainement dans le futur.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm2753


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2. Conclusion

Le présent document traite les quatre formes fondamentales d’usure pouvant affecter les surfaces des principaux organes des moteurs thermiques alternatifs.

L’usure adhésive est la forme la plus fréquente, et aussi la plus grave. En effet, son évolution dans le temps, d’allure quasi-exponentielle, conduit rapidement, le plus souvent, à une destruction des surfaces par grippage. Elle est favorisée par une élévation excessive des températures de contact due à de fortes charges et à de grandes vitesses de glissement. Dans ces conditions, la viscosité du film d’huile séparant les surfaces diminue rapidement jusqu’à la rupture du film et le contact brutal métal-métal. Les contacts les plus sensibles à ce type d’usure sont ceux des pistons, segments et cylindres ainsi que ceux des organes de distribution. Les paliers des moteurs peuvent aussi être affectés par une forme grave de grippage (« coulage de bielles ») en cas de défaut d’alimentation en huile ou de conditions de fonctionnement anormales. Les remèdes aptes à lutter contre l’usure adhésive sévère sont, en premier lieu, tous ceux susceptibles de diminuer les température de contact (diminution des pressions de contact, refroidissement à l’huile des têtes de piston, etc.) et, en second lieu, la métallurgie des surfaces et la formulation du lubrifiant par sa rhéologie (viscosité HTHS) et par sa chimie (additifs antiusure).

L’usure abrasive peut prendre différentes formes : une abrasion normale par des particules dures de poussières atmosphériques pénétrant dans le moteur par l’air d’admission ou par des débris d’usure et polluants divers véhiculés par l’huile, ou bien encore, une abrasion très fine provoquée par des microcristaux durs formés à haute température par interaction des composés de dégradation thermique de certains additifs du lubrifiant (additifs détergents et additifs antiusure notamment). L’abrasion normale affecte d’abord la cylindrée, puis les paliers et les organes de distribution, tandis que la forme très fine d’abrasion est responsable du polissage des alésages de cylindres ainsi que de certaines surfaces d’organes de distribution (axes de rouleaux de poussoirs, pontets de commandes de soupapes, etc.) de moteurs Diesel de véhicules poids lourds et industriels très chargés. Dans le premier cas, les remèdes sont essentiellement la filtration d’air et d’huile ainsi que l’augmentation de la dureté des surfaces...

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