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AVANT-PROPOS Dans ce document, on se propose de remplir les missions principale

AVANT-PROPOS Dans ce document, on se propose de remplir les missions principales suivantes : - Enseigner les analyses appliquées sur des huiles industrielles neuves et usées. - Donner les notions et les techniques permettant aux étudiants d’identifier les caractéristiques des huiles industrielles ainsi que les différentes techniques des analyses des huiles. En effet, ce cours adopte une présentation en trois parties, les deux premières étant consacrées aux huiles industrielles et leurs additifs et la troisième aux techniques des analyses des huiles. La première partie commence par une généralité sur les rôles des huiles industrielles. Après une description des différents types des huiles industrielles, on trouve une présentation des caractéristiques de ces huiles. En dernier lieu, on trouve les différents types des additifs utilisées lors de la fabrication des huiles. La deuxième partie est consacrée aux analyses des huiles industrielles. Après une description des différentes techniques d’échantillonnage, on trouve une description de diverses techniques des analyses des huiles industrielles. Cette description permet aux étudiants de bien saisir l’intérêt de chaque technique, d’identifier les paramètres à mesurer et les moyens de mesure pour chaque technique. Analyses des huiles ISET Siliana Elaboré par : Chouchéne Mohamed 2/45 Table des matières Liste des figures ............................................................................................................................... 4 Liste des tableaux ............................................................................................................................. 5 Chapitre Ι : LES HUILES INDUSTRIELLES I Les rôles des huiles industrielles : ................................................................................................. 6 I-1 La lubrification et réduction du frottement :............................................................................. 6 I-1.1 Lubrification en couche limite: ........................................................................................... 7 I-1.2 Lubrification mixte (onctueuse) : ........................................................................................ 7 I-1.3 Lubrification hydrodynamique : .......................................................................................... 7 I-2 Le refroidissement : .................................................................................................................. 8 I-3 Nettoyage et Protection : .......................................................................................................... 8 I-4 Etanchéité : ............................................................................................................................... 8 I-5 Protection contre l'oxydation : .................................................................................................. 9 II Les différents types des huiles de base : ....................................................................................... 9 II-1 Les huiles minérales : .............................................................................................................. 9 II-2 Les huiles de synthèse : ........................................................................................................... 9 II-2.1 Les diesters : ....................................................................................................................... 9 II-2.2 Les polyalphaoléfines (PAO) : ........................................................................................... 9 II-2.3 Les huiles de fluorées : ....................................................................................................... 9 II-2.4 Les polyglycols : .............................................................................................................. 10 II-3 Les huiles de semi synthèse : ................................................................................................ 10 III Les caractéristiques des huiles industrielles : ............................................................................ 10 III-1 L'inflammabilité : ................................................................................................................. 10 III-2 L'indice d'acide : .................................................................................................................. 11 III-3 Le point d'aniline : ............................................................................................................... 11 III-4 La viscosité : ........................................................................................................................ 11 III-5 L'indice de viscosité : ........................................................................................................... 11 III-6 Propriétés résistance aux chocs et anti-usure : ..................................................................... 14 III-7 Propriétés extrême-pression : ............................................................................................... 14 III-8 Protection contre la corrosion : ............................................................................................ 14 III-9 Séparation avec l'eau : .......................................................................................................... 14 III-10 Dégagement de l'air : ......................................................................................................... 15 III-11 Le moussage : .................................................................................................................... 15 III-12 Point d'écoulement : ........................................................................................................... 15 III-13 Détergence : ....................................................................................................................... 15 IV- Classification des huiles industrielles (classification ISO) : ................................................... 16 Chapitre ΙI : LES ADDITIFS I Additifs améliorant l'indice de viscosité : .................................................................................... 17 II Additifs anti-usure : .................................................................................................................... 18 III Additifs améliorant la résistance aux chocs : ............................................................................ 18 IV Additifs extrême pression : ....................................................................................................... 18 V Additifs antioxydants : ............................................................................................................... 19 VI Additifs anticorrosion : ............................................................................................................. 19 VII Additifs de basicité : ................................................................................................................ 19 VIII Additifs détergents : ............................................................................................................... 19 IX Additifs dispersants : ................................................................................................................. 19 Analyses des huiles ISET Siliana Elaboré par : Chouchéne Mohamed 3/45 X Additifs anti-mousses : ............................................................................................................... 20 XI Additifs anti-congelant : ............................................................................................................ 20 XII Retardateur de décomposition des joints : ............................................................................... 20 Chapitre ΙII : LES ANALYSES DES HUILES INDUSTRIELLES I Préparation d'un échantillon : ....................................................................................................... 21 I-1 Echantillonnage : .................................................................................................................... 22 I-1.1 Échantillonnage depuis un robinet de drainage fixé au réservoir : .................................... 22 I-1.2 Échantillonnage par tube et pompe à vide : ....................................................................... 22 I-1.3 Echantillonnage avec seringue et mini connexion : .......................................................... 23 I-2 Techniques de séparation : ..................................................................................................... 24 I-2.1 Décantation : ...................................................................................................................... 24 I-2.2 Filtration : .......................................................................................................................... 24 II Les analyses de dégradation des lubrifiants : ............................................................................. 25 II-1 Mesure de la viscosité dynamique : ...................................................................................... 25 II-1.1 Viscosimètre à bille : ........................................................................................................ 25 II.1.2- Viscosimètre à rotation (Rhéomètre) : ............................................................................ 26 II-2 Mesure de la viscosité cinématique : ..................................................................................... 27 II-2.1 Viscosité Engler : ............................................................................................................. 27 II.2.2- Viscosité Saybolt : ........................................................................................................... 28 II-2.3 Viscosimètre à chute de billes : ........................................................................................ 29 II-3 Mesure du point éclaire (en vase clos) : ................................................................................ 30 II-3.1 Principe : .......................................................................................................................... 30 II-3.2 Interprétation : .................................................................................................................. 30 II-4 Mesure de l’indice d’acidité (TAN) : (Par AQUATEST) .................................................... 31 III Contamination des lubrifiants : ................................................................................................. 32 III-1 La contamination globale : ................................................................................................... 32 III-2 La mesure de pollution gravimétrique : ............................................................................... 32 III-3 Teneur en sédiments : .......................................................................................................... 34 III-4 La spectrométrie d'émission : ............................................................................................... 34 III-5 L'absorption atomique : ........................................................................................................ 36 III-6 La ferrographie : .................................................................................................................. 36 III-6.1 La ferrographie à lecture directe : ................................................................................... 36 III-6.2 La ferrographie analytique : ............................................................................................ 37 III-7 Comptage des particules : .................................................................................................... 38 III-8 Analyse photométrique : ...................................................................................................... 38 III-9 Conclusion et recommandations : ........................................................................................ 39 TD ANALYSE DES HUILES ....................................................................................................... 41 BIBLIOGRAPHIE ......................................................................................................................... 45 WEBOGRAPHIE ........................................................................................................................... 45 Analyses des huiles ISET Siliana Elaboré par : Chouchéne Mohamed 4/45 Liste des figures Figure 1: But de la lubrification ....................................................................................................... 6 Figure 2: Frottement entre les couches de lubrifiant ........................................................................ 6 Figure 3: Principe de la lubrification en couche limite .................................................................... 7 Figure 4: Principe de la lubrification onctueuse ............................................................................... 7 Figure 5: Principe de la lubrification hydrodynamique ................................................................... 8 Figure 6: Courbe de variation de la viscosité en fonction de la température (cas de Vi [0 ; 100]) ........................................................................................................................................................ 12 Figure 7: Courbe de variation de la viscosité en fonction de la température (cas de Vi > 100) .... 13 Figure 8: Viscogramme .................................................................................................................. 17 Figure 9: Action des additifs à effet polaire au niveau des surfaces frottantes .............................. 18 Figure 10: Plages de températures d’intervention .......................................................................... 18 Figure 11: Bouteille témoin ............................................................................................................ 22 Figure 12: Principe d’échantillonnage ........................................................................................... 22 Figure 13: Principe d’échantillonnage par tube et une pompe à vide ............................................ 23 Figure 14: Principe d’échantillonnage par seringue et mini connexion ......................................... 23 Figure 15: Exemples d’ampoules à décanter .................................................................................. 24 Figure 16: Viscosimètre à bille ...................................................................................................... 25 Figure 17: Principe de fonctionnement .......................................................................................... 25 Figure 18: Viscosimètre à rotation ................................................................................................. 27 Figure 19: Principe de fonctionnement d’un viscosimètre à rotation ............................................ 27 Figure 20: Abaque de correspondance des ..................................................................................... 27 Figure 21: Viscosimètre Engler ...................................................................................................... 27 Figure 22: Equivalence de viscosité ............................................................................................... 28 Figure 23: Viscosimètre Saybolt .................................................................................................... 28 Figure 24: Viscosimètre ................................................................................................................. 29 Figure 25: Principe de fonctionnement d’un viscosimètre à chute de billes .................................. 29 Figure 26: Appareil Pensky Martens utilisé pour la détermination du point éclaire ...................... 30 Figure 27: Composition de l’appareil Pensky Martens .................................................................. 31 Figure 28: Banc AQUATEST ........................................................................................................ 31 Figure 29: Pompe à vide ................................................................................................................. 32 Figure 30: Appareillage pour le contrôle de la pollution ............................................................... 32 Figure 31: Membrane filtrante ....................................................................................................... 32 Figure 32: Composition de l’appareillage de contrôle de la pollution gravimétrique.................... 33 Figure 33: Détermination du teneur en sédiments ......................................................................... 34 Figure 34: Schéma optique d'un spectromètre à émission à torche de plasma .............................. 34 Figure 35: Spectromètre à émission à torche de plasma ................................................................ 35 Figure 36: Spectromètre d'absorption atomique ............................................................................. 35 Figure 37: Microscope bichromatique ........................................................................................... 37 Figure 38: Exemple de contenu d’une analyse des huiles par la méthode de ferrographie ........... 37 Figure 39: Banc de comptage des particules .................................................................................. 38 Figure 40: Principe de la mesure photométrique ........................................................................... 39 Analyses des huiles ISET Siliana Elaboré par : Chouchéne Mohamed 5/45 Liste des tableaux Tableau 1: Désignation des différentes familles des huiles industrielles selon la norme ISO ....... 16 Tableau 2: Exemples des résultats des analyses sur des membranes filtrantes .............................. 33 Tableau 3: Origines et des causes de quelques éléments dosés par le spectromètre à émission .... 35 Tableau 4: Recueil des analyses ..................................................................................................... 40 Analyses des huiles ISET Siliana Elaboré par : Chouchéne Mohamed 6/45 Chapitre Ι : LES HUILES INDUSTRIELLES I Les rôles des huiles industrielles : I-1 La lubrification et réduction du frottement : Par lubrification, nous entendons que l'huile est supposée garder séparées les pièces mobiles, les empêchant de se toucher directement. Le contact métallique entre deux pièces mobiles accroît le frottement, engendre de la chaleur et conduit à une usure extrême. Il en résulte le grippage et une détérioration complète des machines. Figure 1: But de la lubrification * Théorie de la lubrification : Théoriquement une pièce correctement lubrifiée, fonctionnant dans des conditions idéale durera indéfiniment. En réalité ce n’est pas le cas, mais une pièce bien lubrifiée a le plus de chance d’atteindre sa durée de service maximale. En effet le lubrifiant forme un film entre les pièces en mouvement. Il adhère fortement aux surfaces qui doivent être séparées. Lorsque les pièces se déplacent l’une par rapport à l’autre, le film st soumis à des contraintes internes de cisaillement. Il en résulte un glissement entre les différentes couches du film avec frottement entre elles. Figure 2: Frottement entre les couches de lubrifiant métal métal Corrosion Film lubrifiant Impuretés Analyses des huiles ISET Siliana Elaboré par : Chouchéne Mohamed 7/45 L’épaisseur du film lubrifiant est déterminé principalement par la vitesse des pièces à lubrifiée, la température de fonctionnement et les uploads/Industriel/ cours-analyses-des-huiles-pdf.pdf