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définie et il arrivait qu’on attribuait à la viscosité des propriétés qui en sont complètement indépendantes. On fit donc intervenir un autre facteur qu’on ne pouvait expliquer et qui était dénommé adhérence, qualité graissante, enfin onctuosité. Les théories nouvelles et notamment les travaux de M. Woog sur l’étude des propriétés des huiles, et de M. J.J., Trillat, éclairèrent singulièrement le mécanisme du graissage et mirent en lumière les rôles différents de la viscosité et de l’onctuosité. La notion de la viscosité est extrêmement complexe et la loi de variation du coefficient de viscosité a donné lieu à bien des discussions. Elle n’a pu être établie que dans le cas particulier du mouvement laminaire. M. Champ'saur, ingénieur de l’Aéronautique, dont on sait les recherches sur ces questions, a eu l’occasion d’exposer dans une brillante conférence qu’il a faite à la Revue Pétrolifère l’an dernier, l’état et la difficulté de la question, et les écueils auxquels se sont heurtés les physiciens qui ont essayé d’établir une théorie des écoulements visqueux. Quoi qu’il en soit, nous considérons la viscosité comme la représentation du frottement interne des molécules liquides. La viscosité est essentiellement variable avec la température. Elle s’abaisse rapidement quand la température augmente suivant une loi d’allure exponentielle. Cet affaiblissement est plus ou moins sensible suivant la nature de l’huile. On sait, en effet, qu’il est beaucoup plus prononcé pour les huiles de goudron que pour les huiles minérales et pour ces dernières, que pour les huiles grasses comme l’huile d’olive ou l’huile de ricin. Dans son étude des influences moléculaires sur les phénomènes du graissage, M. Woog explique cette diminution de la viscosité par le fait que sous l’influence de la température les molécules s’écartent les unes des autres. Par suite, toute cause qui tend à modifier cet écartement des molécules doit retarder l’affaiblissement de la viscosité. Or, si les molécules de glycérides qui composent les corps gras, opposent plus de résistance à cet écartement que les molécules des carbures des huiles minérales, c’est à cause de la présence dans les huiles grasses de centres actifs, qui sont les carboxyles et qui
suivant une loi d’allure exponentielle. Cet affaiblissement est plus ou moins sensible suivant la nature de l’huile. On sait, en effet, qu’il est beaucoup plus prononcé pour les huiles de goudron que pour les huiles minérales et pour ces dernières, que pour les huiles grasses comme l’huile d’olive ou l’huile de ricin. Dans son étude des influences moléculaires sur les phénomènes du graissage, M. Woog explique cette diminution de la viscosité par le fait que sous l’influence de la température les molécules s’écartent les unes des autres. Par suite, toute cause qui tend à modifier cet écartement des molécules doit retarder l’affaiblissement de la viscosité. Or, si les molécules de glycérides qui composent les corps gras, opposent plus de résistance à cet écartement que les molécules des carbures des huiles minérales, c’est à cause de la présence dans les huiles grasses de centres actifs, qui sont les carboxyles et qui lient ces molécules entre elles. Dans le dessein de réduire au minimum l’énergie négative absorbée par le frottement interne du lubrifiant, on pourrait penser choisir l’huile de viscosité minimum, à la température d’emploi du mécanisme. On est cependant limité dans cette voie par la nécessité d’éviter le contact des parties métalliques par suite de l’expulsion du lubrifiant de son logement sous l’effet de la pression. Il faut donc que l’huile possède, à la température d’emploi, une viscosité minimum. Pour la mesure de la viscosité, on sait qu’on utilise dans l’industrie des appareils appelés viscosimètres qui sont destinés non pas à mesurer la viscosité absolue, mais la viscosité relative par rapport à un autre liquide. Ainsi, on a l’habitude de classer les huiles pour autos d’après leur viscosité Engler à 50° C. Classification qui s’étend du type très fluide, de viscosité Engler 3 à l’huile épaisse de viscosité Engler 12 et plus. Cette évaluation de la viscosité ainsi conduite est, en général, assez mal faite à cause des méthodes plus ou moins correctes employées à cet effet et de l’utilisation d’unités arbitraires non reliées à un système général. M. Woog a signalé le fait et, à l’occasion du Congrès des Applications
métalliques par suite de l’expulsion du lubrifiant de son logement sous l’effet de la pression. Il faut donc que l’huile possède, à la température d’emploi, une viscosité minimum. Pour la mesure de la viscosité, on sait qu’on utilise dans l’industrie des appareils appelés viscosimètres qui sont destinés non pas à mesurer la viscosité absolue, mais la viscosité relative par rapport à un autre liquide. Ainsi, on a l’habitude de classer les huiles pour autos d’après leur viscosité Engler à 50° C. Classification qui s’étend du type très fluide, de viscosité Engler 3 à l’huile épaisse de viscosité Engler 12 et plus. Cette évaluation de la viscosité ainsi conduite est, en général, assez mal faite à cause des méthodes plus ou moins correctes employées à cet effet et de l’utilisation d’unités arbitraires non reliées à un système général. M. Woog a signalé le fait et, à l’occasion du Congrès des Applications des moteurs à combustion interne à la Navigation, qui s’est tenu au Havre en juillet dernier, il a proposé une définition scientifique et très claire du coefficient de viscosité absolue et a montré l’importance qu’aurait l’adaptation généralisée de cette unité. M. Woog estime que pour la clarté du langage, il serait préférable de donner au coefficient de viscosité un nom bref. Celui de « poise », en souvenir du savant français Poiseuille qui s’est consacré à ces questions et qui a déjà été proposé par Mountfort-Deely, semble rallier tous les suffrages. De même, le coefficient de viscosité cinématique recevrait le nom de « stockes » sur la proposition de M. Marcel Brillouin. Nous approuvons entièrement cette initiative et souhaitons qu’elle aboutisse aussi bien pour la précision et la clarté des définitions que pour la rigueur des mesures. Un autre facteur, jusqu’alors pressenti, intervient dans le graissage, c’est l’adhérence au métal qui a été mise en lumière par l’étude des propriétés moléculaires des huiles. Cette manifestation des phénomènes moléculaires sur la qualité graissante des huiles fut observée par deux physiciens anglais : Wells et Southcombe en 1921 qui, sans en donner d'explications, avaient constaté que la présence d’acides gras dans une
serait préférable de donner au coefficient de viscosité un nom bref. Celui de « poise », en souvenir du savant français Poiseuille qui s’est consacré à ces questions et qui a déjà été proposé par Mountfort-Deely, semble rallier tous les suffrages. De même, le coefficient de viscosité cinématique recevrait le nom de « stockes » sur la proposition de M. Marcel Brillouin. Nous approuvons entièrement cette initiative et souhaitons qu’elle aboutisse aussi bien pour la précision et la clarté des définitions que pour la rigueur des mesures. Un autre facteur, jusqu’alors pressenti, intervient dans le graissage, c’est l’adhérence au métal qui a été mise en lumière par l’étude des propriétés moléculaires des huiles. Cette manifestation des phénomènes moléculaires sur la qualité graissante des huiles fut observée par deux physiciens anglais : Wells et Southcombe en 1921 qui, sans en donner d'explications, avaient constaté que la présence d’acides gras dans une huile en augmentait la force d’adhérence. Ils attribuèrent ce résultat à la diminution de la tension superficielle. Devant la difficulté d’étudier la tension interfaciale huile-métal, ils se bornèrent à l’étude de celle de l’huile en présence de l’eau. Ils employèrent une pipette recourbée terminée par un tube capillaire immergé dans l’eau et vérifièrent que la tension huile-eau diminuait avec la teneur en acides gras. Ainsi donc, par la présence d’acides gras, les forces d'adhésion d’une huile peuvent être rendues supérieures aux forces de cohésion, c’est la propriété qui caractérise un liquide « qui mouille ». Ce résultat est très important, car on sait que pour assurer une lubrification complète de tous les organes d’une machine, il faut utiliser une huile qui s’introduise dans les moindres interstices, malgré les pressions élevées. Il est nécessaire d’avoir recours à une huile qui mouille. On a aussi un moyen d’améliorer une huile démunie de cette propriété, en y ajoutant une très faible quantité d’acides gras. C’est ce que Wells et Southcombe ont appelé la « théorie du germe ». Par la suite, l’importance de ces influences moléculaires fut mise en évidence par les remarquables travaux de M. Woog ainsi que par les recherches de
l’eau et vérifièrent que la tension huile-eau diminuait avec la teneur en acides gras. Ainsi donc, par la présence d’acides gras, les forces d'adhésion d’une huile peuvent être rendues supérieures aux forces de cohésion, c’est la propriété qui caractérise un liquide « qui mouille ». Ce résultat est très important, car on sait que pour assurer une lubrification complète de tous les organes d’une machine, il faut utiliser une huile qui s’introduise dans les moindres interstices, malgré les pressions élevées. Il est nécessaire d’avoir recours à une huile qui mouille. On a aussi un moyen d’améliorer une huile démunie de cette propriété, en y ajoutant une très faible quantité d’acides gras. C’est ce que Wells et Southcombe ont appelé la « théorie du germe ». Par la suite, l’importance de ces influences moléculaires fut mise en évidence par les remarquables travaux de M. Woog ainsi que par les recherches de M. Trillat et qui ont conduit à la notion d’onctuosité. M. Woog reprenant les théories de Langmuir a montré que l’onctuosité est la faculté que possèdent les huiles de former au contact des métaux, une couche de molécules actives, fortement adhérentes, résistant à la rupture malgré les pressions élevées de façon à maintenir l’éloignement des surfaces métalliques. Cette couche ainsi stabilisée se forme par l’attraction qu’exerce la surface libre du métal sur les groupes actifs des molécules d’hydrocarbures. Celles-ci se disposent donc suivant une certaine orientation de façon à être « adsorbées » à la surface métallique. De sorte que cette couche de contact prend une texture régulière favorable à la bonne résistance aux effets destructeurs. M. Woog a vérifié que les résultats qu’avaient obtenu Wells et Southcombe dans le cas de l’huile et de l’eau étaient encore exacts dans le cas de l’huile et d’un métal. Il en a donné l’explication suivante : Les carboxyles libres des molécules d’acides gras sont doués d’une activité plus grande que les glycérides et subissent une attraction énergique de la part des parois métalliques, sur lesquelles elles forment des couches très résistantes. L’onctuosité est donc une propriété latente des huiles qui se manifeste
façon à maintenir l’éloignement des surfaces métalliques. Cette couche ainsi stabilisée se forme par l’attraction qu’exerce la surface libre du métal sur les groupes actifs des molécules d’hydrocarbures. Celles-ci se disposent donc suivant une certaine orientation de façon à être « adsorbées » à la surface métallique. De sorte que cette couche de contact prend une texture régulière favorable à la bonne résistance aux effets destructeurs. M. Woog a vérifié que les résultats qu’avaient obtenu Wells et Southcombe dans le cas de l’huile et de l’eau étaient encore exacts dans le cas de l’huile et d’un métal. Il en a donné l’explication suivante : Les carboxyles libres des molécules d’acides gras sont doués d’une activité plus grande que les glycérides et subissent une attraction énergique de la part des parois métalliques, sur lesquelles elles forment des couches très résistantes. L’onctuosité est donc une propriété latente des huiles qui se manifeste au contact d’un autre corps. Les méthodes d’évaluation sont très délicates et ne sont pas encore applicables dans les laboratoires industriels. La difficulté du graissage du moteur à explosion tient au fait que l’on désire employer une seule qualité d’huile pour le graissage des organes dont les conditions de fonctionnement sont tout à fait différentes. Dans le palier du vilebrequin, on a affaire à des pièces animées d’un mouvement de rotation continu, soumises à des chocs et à une température de l’ordre de 50 à 60°. Le graissage s’effectue sous pression et, malgré les perturbations auxquelles est soumise l’huile et qui en modifient le régime, il est légitime de penser que c’est la viscosité qui est la qualité prépondérante. Au contraire, pour le graissage du cylindre dans lequel la distribution de l’huile est plus ou moins bien répartie et où l’huile est alternativement raclée, refoulée dans le carter ou brûlée par les gaz chauds, une autre qualité doit s’ajouter à la viscosité, c’est l’onctuosité nécessaire pour maintenir une pellicule graissante sur la paroi du cylindre, pellicule qui joue également un autre rôle, celui de contribuer au maintien de l’étanchéité. On est guidé dans le choix de la viscosité par les
sont tout à fait différentes. Dans le palier du vilebrequin, on a affaire à des pièces animées d’un mouvement de rotation continu, soumises à des chocs et à une température de l’ordre de 50 à 60°. Le graissage s’effectue sous pression et, malgré les perturbations auxquelles est soumise l’huile et qui en modifient le régime, il est légitime de penser que c’est la viscosité qui est la qualité prépondérante. Au contraire, pour le graissage du cylindre dans lequel la distribution de l’huile est plus ou moins bien répartie et où l’huile est alternativement raclée, refoulée dans le carter ou brûlée par les gaz chauds, une autre qualité doit s’ajouter à la viscosité, c’est l’onctuosité nécessaire pour maintenir une pellicule graissante sur la paroi du cylindre, pellicule qui joue également un autre rôle, celui de contribuer au maintien de l’étanchéité. On est guidé dans le choix de la viscosité par les considérations suivantes : Il faut qu’à la température d’emploi, c’est-à-dire de l’ordre de 60°, dans le palier, l’huile conserve une viscosité minimum pour pouvoir supporter la pression d’explosion sans être expulsée de son logement, mais, d’autre part, il ne faut pas qu'à froid la viscosité soit trop élevée pour ne pas rendre les démarrages trop laborieux. Une huile répondra d’autant mieux à ces deux conditions que la variation de sa viscosité avec la température sera plus facile. Pour le graissage imparfait du cylindre, il faut une huile qui tout en conservant une certaine viscosité aux températures élevées forme au contact du métal une pellicule fortement adhérente pour résister à la destruction et pour s’opposer à la projection de l’huile dans la chambre de combustion. L’huile projetée dans la culasse est, en effet, une des causes d’encrassement des bougies et, par conséquent, de mauvais allumage, mais, de plus, les particules charbonneuses qui résultent d’une combustion incomplète sont autant de points chauds de nature à provoquer un allumage prématuré et qu’il est désirable d’éliminer. En outre, pendant l’aspiration et la compression, les gouttelettes d'huile sont brassées avec les gaz d’aspiration et forment des centres d’attraction au contact desquels les vapeurs d’essence viennent
pas rendre les démarrages trop laborieux. Une huile répondra d’autant mieux à ces deux conditions que la variation de sa viscosité avec la température sera plus facile. Pour le graissage imparfait du cylindre, il faut une huile qui tout en conservant une certaine viscosité aux températures élevées forme au contact du métal une pellicule fortement adhérente pour résister à la destruction et pour s’opposer à la projection de l’huile dans la chambre de combustion. L’huile projetée dans la culasse est, en effet, une des causes d’encrassement des bougies et, par conséquent, de mauvais allumage, mais, de plus, les particules charbonneuses qui résultent d’une combustion incomplète sont autant de points chauds de nature à provoquer un allumage prématuré et qu’il est désirable d’éliminer. En outre, pendant l’aspiration et la compression, les gouttelettes d'huile sont brassées avec les gaz d’aspiration et forment des centres d’attraction au contact desquels les vapeurs d’essence viennent se condenser; on a ainsi réparti dans la masse gazeuse de petites vésicules liquides qui, d’après les théories récentes, seraient les amorces de la détonation. Or, il est évident que cet inconvénient sera d’autant d’encrassement et d’usure. Cette nécessité conduit à choisir une huile plus écartée que l’huile sera plus visqueuse et plus onctueuse, c’est-à-dire qu’elle s'accrochera mieux aux parois du cylindre. Inflammabilité Le point d’inflammabilité d’une huile est une des caractéristiques les plus importantes pour en apprécier la composition. Il indique, en effet, si l’on a affaire à un produit non gène et par conséquent de bonne qualité ou si, au contraire, à un mélange d’huiles l’une trop visqueuse, l’autre trop fluide dont la viscosité moyenne répondra à ce que l’on désire, mais qui est tout à fait impropre à une bonne lubrification. La mesure du point d’inflammabilité est également une indication précieuse sur l’emploi que l’on peut faire d’une huile en particulier pour les moteurs thermiques. Ainsi les températures que prend l’huile dans le cours de son circuit de graissage sont, en effet, très différentes. De 60°C dans les paliers, cette température peut atteindre 150°C sur la surface latérale du cylindre dans la partie qui est balayée sur
visqueuse et plus onctueuse, c’est-à-dire qu’elle s'accrochera mieux aux parois du cylindre. Inflammabilité Le point d’inflammabilité d’une huile est une des caractéristiques les plus importantes pour en apprécier la composition. Il indique, en effet, si l’on a affaire à un produit non gène et par conséquent de bonne qualité ou si, au contraire, à un mélange d’huiles l’une trop visqueuse, l’autre trop fluide dont la viscosité moyenne répondra à ce que l’on désire, mais qui est tout à fait impropre à une bonne lubrification. La mesure du point d’inflammabilité est également une indication précieuse sur l’emploi que l’on peut faire d’une huile en particulier pour les moteurs thermiques. Ainsi les températures que prend l’huile dans le cours de son circuit de graissage sont, en effet, très différentes. De 60°C dans les paliers, cette température peut atteindre 150°C sur la surface latérale du cylindre dans la partie qui est balayée sur le piston. Il faut donc que l’huile conserve ses propriétés graissantes aux températures élevées qu’elle prend au contact de la paroi du cylindre, mais, en outre, elle ne doit pas se décomposer sous l’influence de ces températures en laissant des dépôts charbonneux, cause d’encrassement et d’usure. Cette nécessité conduit à choisir pour le graissage des moteurs à explosion des huiles dont le point d’inflammabilité n’est pas inférieur à 200°C, température au-dessus de laquelle la plupart des huiles commencent à se décomposer. Par contre, aucune huile ne résiste à la température de la chambre à combustion, elles sont toutes carbonisées quels que soient leurs points d’inflammabilité et la formation de dépôts charbonneux est plus ou moins abondante suivant l’origine de l’huile. La plupart des huiles fixes, comme celle du ricin, de colza, ont cette qualité de brûler à peu près complètement. Parmi les huiles minérales, ce sont les huiles asphaltiques qui laissent le moins de résidus et qui sont les plus propres au graissage des cylindres. Le point de congélation Pour les moteurs d’automobiles et d’avions, la détermination du point de congélation de l’huile employée a une certaine importance. Il faut le choisir aussi bas que possible afin de faciliter la
choisir pour le graissage des moteurs à explosion des huiles dont le point d’inflammabilité n’est pas inférieur à 200°C, température au-dessus de laquelle la plupart des huiles commencent à se décomposer. Par contre, aucune huile ne résiste à la température de la chambre à combustion, elles sont toutes carbonisées quels que soient leurs points d’inflammabilité et la formation de dépôts charbonneux est plus ou moins abondante suivant l’origine de l’huile. La plupart des huiles fixes, comme celle du ricin, de colza, ont cette qualité de brûler à peu près complètement. Parmi les huiles minérales, ce sont les huiles asphaltiques qui laissent le moins de résidus et qui sont les plus propres au graissage des cylindres. Le point de congélation Pour les moteurs d’automobiles et d’avions, la détermination du point de congélation de l’huile employée a une certaine importance. Il faut le choisir aussi bas que possible afin de faciliter la mise en route, d’éviter les détériorations au départ, au cas où, par temps froid, et après un long arrêt, l’huile se serait congelée dans les conduites et dans les pattes d’araignées. Le point de congélation d’une huile minérale est d’autant plus élevé que sa teneur en paraffine est plus forte. On abaisse donc le point de congélation d’une huile en la débarrassant de la paraffine qu’elle peut contenir. Le point de congélation de l’huile de ricin est compris entre −12°C et −18°C, tandis que celui des huiles minérales à base de paraffine est compris entre −10°C et 14°C et celui des huiles à base asphaltique entre −10°C et −17°C. OXYDABILITÉ L’oxydation des huiles donne naissance à des produits gommeux qui encrassent le moteur, obstruent les tuyauteries et contribuent à l’augmentation du frottement. Ils sont donc une cause de mauvais fonctionnement du moteur et d’usure. À cet égard, l’emploi des huiles fixes n’est pas recommandé, tandis que les huiles minérales bien raffinées donnent entière satisfaction. Les indications que nous venons de donner sur les propriétés des huiles de graissage pour moteurs d’automobiles, pourraient laisser à penser qu’il est possible d’établir pour les huiles de graissage, comme cela existe pour les essences,
On abaisse donc le point de congélation d’une huile en la débarrassant de la paraffine qu’elle peut contenir. Le point de congélation de l’huile de ricin est compris entre −12°C et −18°C, tandis que celui des huiles minérales à base de paraffine est compris entre −10°C et 14°C et celui des huiles à base asphaltique entre −10°C et −17°C. OXYDABILITÉ L’oxydation des huiles donne naissance à des produits gommeux qui encrassent le moteur, obstruent les tuyauteries et contribuent à l’augmentation du frottement. Ils sont donc une cause de mauvais fonctionnement du moteur et d’usure. À cet égard, l’emploi des huiles fixes n’est pas recommandé, tandis que les huiles minérales bien raffinées donnent entière satisfaction. Les indications que nous venons de donner sur les propriétés des huiles de graissage pour moteurs d’automobiles, pourraient laisser à penser qu’il est possible d’établir pour les huiles de graissage, comme cela existe pour les essences, des spécifications simples, permettant un contrôle facile de la qualité marchande des produits. Le problème est, malheureusement, loin d’être aussi facilement résolu que pour les carburants. Pour les essences, en effet, on connaît à peu près les qualités essentielles qu’il y a lieu d’exiger, les moyens de les mesurer sont, d'autre part, relativement simples. Tandis que les phénomènes qui se passent dans la lubrification sont extrêmement compliqués et qu’on en est encore réduit à émettre des hypothèses sur la théorie du frottement. En outre, les huiles sont des mélanges très complexes d’hydrocarbures appartenant à plusieurs familles et doués de propriétés très différentes, de sorte que les mesures en sont rendues d’autant plus difficiles. Enfin, et c’est surtout là que le problème se complique, il n’a pas encore été clairement établi à quelles propriétés était due la « qualité graissante » d’une huile. Les méthodes employées dans les transactions commerciales, de même que celles adoptées par certains pays étrangers pour établir une classification des huiles sont empreintes d’empirisme et manquent de précision. Etablir une spécification « officielle » dans l’état actuel de la question serait non seulement une cause d’erreur, mais aussi une source d’innombrables conflits. Mieux vaut donc s’en tenir