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Auteur(s)
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Jean AYEL : Ingénieur de l’École nationale supérieure des arts et industries de Strasbourg - et de l’École nationale supérieure du pétrole et des moteurs - Docteur-Ingénieur - Ex-responsable du cycle Produits pétroliers et moteurs - à l’École nationale supérieure du pétrole et des moteurs
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Les additifs pour lubrifiants sont des composés chimiques, de nature organique ou organométallique, incorporés aux huiles de graissage ou aux graisses, à des teneurs variant de moins de 1 % à plus de 25 % selon les cas, pour, soit conférer aux huiles ou graisses de base des propriétés qu’elles ne possèdent pas naturellement, soit améliorer leurs propriétés naturelles.
Ces additifs, classés selon leur mode d’action très général, se répartissent, en premier lieu, selon les additifs qui agissent chimiquement dans la masse du lubrifiant et selon ceux qui agissent chimiquement au niveau des surfaces.
Ces deux catégories de produits ont été examinées dans une première partie [BM 5 343].
Les autres additifs, étudiés dans cette deuxième partie, sont ceux dont l’action est physique soit dans la masse du lubrifiant, soit aux interfaces liquide-solide, liquide-liquide ou liquide-gaz et, enfin, ceux dont l’action est physiologique. Cette deuxième partie est complétée par quelques données économiques et commerciales dans l’annexe « Pour en savoir plus » [Doc.BM 5 344].
Le lecteur pourra aussi, avantageusement, consulter les articles parus dans ce traité concernant les lubrifiants :
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Additifs agissant physi-quement aux interfaces liquide-liquide ou liquide-gazArticle inclus dans l'offre
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2. Additifs agissant physi-quement aux interfaces liquides-solides
2.1 Additifs détergents organométalliques
Un des rôles majeurs des huiles pour moteurs est d’assurer la propreté des surfaces et des circuits en neutralisant ou évacuant les produits indésirables : suies de combustion, produits d’oxydation et de dégradation thermique du lubrifiant (vernis, carbone, sédiments), boues à froid, débris d’usure, eau et liquide de refroidissemen, etc. par :
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des additifs détergents qui exercent leurs actions sur les parties les plus chaudes du moteur : pistons, segmentation, paliers de turbine de turbocompresseurs, en empêchant les dépôts d’adhérer aux surfaces ;
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des additifs dispersants qui exercent leurs effets sur les parties froides : carter d’huile, carter de distribution, couvre-culasse, dessus de culasse, filtre à huile, crépine et pompe à huile, en maintenant en très fine dispersion les impuretés solides et liquides provenant de la pollution ou de la dégradation du lubrifiant.
Pour assurer la détergence à chaud, on utilise une association d’additifs détergents organométalliques dont le rôle est d’empêcher que les résidus charbonneux de combustion, ainsi que les composés oxydés, ne se déposent sur les surfaces du moteur et, en particulier, au fond des gorges de segment, ce qui provoquerait leur gommage, ou sur la couronne du piston (ou cordon de feu), ce qui donnerait lieu à de l’usure par polissage des cylindres.
Ces additifs sont des organosels de calcium ou de magnésium. Les dérivés du baryum, en particulier, les alkylphosphonates de baryum, encore utilisés dans d’anciennes formules, sont en voie de disparition pour des raisons de toxicité, de protection de l’environnement et de stabilité thermique médiocre.
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Principaux additifs détergents utilisés dans les huiles moteurs modernes
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Alkylarylsulfonates de calcium ou de magnésium
Ils sont fortement détergents, modérément dispersants, et présentent une bonne aptitude à la protection des métaux ferreux contre la rouille, cette propriété étant plus marquée pour les sulfonates de magnésium. On peut distinguer les sulfonates préparés avec des acides sulfoniques naturels de ceux issus d’acides de synthèse :
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - Une liste des ouvrages généraux concernant les additifs pour lubrifiants est donnée en
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(2) - COYLER (C.C.) et GERGEL (W.C.) - * - In Chemistry and Technology of lubricants. Blackie Academic and Professional Glasgow, chap. 3, p. 71 (1994).
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(3) - AYEL (J.) - Lubrifiants. Constitution. - [BM 5 341] (1987).
ANNEXES
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Les additifs pour lubrifiants se présentent commercialement soit sous forme d’additifs élémentaires ou composants de base soit, de plus en plus souvent, sous forme d’additifs préformulés désignés par « paquets d’addi-tifs », « additifs de performance » ou par le terme anglo-saxon de packages.
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Les premiers sont surtout utilisés pour la préparation des huiles industrielles, des lubrifiants de travail des métaux et des graisses ou encore comme additifs complémentaires des paquets d’additifs de performances des huiles moteurs ou des lubrifiants de transmission automobile (additifs antimousse, abaisseurs de point d’écoulement, réducteurs ou modificateurs de frottement, par exemple).
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Les seconds, formulés par les grandes sociétés de fabrication d’additifs pour répondre à des spécifications bien précises, sont incorporés aux huiles de base par les fournisseurs de lubrifiants finis pour la formulation des lubrifiants automobiles et de certains lubrifiants industriels comme les fluides hydrauliques, les huiles pour réducteurs, les huiles turbines ou les huiles pour compresseurs d’air.
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Les additifs ne sont pas commercialisés dans les réseaux...
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