Remplacement des huiles de base minérales.

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La grande majorité des lubrifiants utilisés dans le monde sont composés principalement d’huiles de base minérales, mais un universitaire suédois a déclaré lors d’une conférence de l’industrie le mois dernier qu’il était temps de chercher des remplaçants.

S’exprimant le 25 janvier lors du Colloque international sur la tribologie de la Teknische Akademie Esslingen, le professeur Roland Larsson de l’Université de Lulea a prédit que le mouvement pour la durabilité obligera les formulateurs de lubrifiants à passer à une grande variété d’huiles de base, telles que le glycérol dilué dans l’eau provenant des raffineries de biocarburants.

Larsson, de la faculté de la division des éléments de machine de Lulea, a reconnu que de tels changements pourraient augmenter les coûts et nécessiter des compromis dans les performances de lubrification et la conception des équipements. Il a ajouté qu’ils devraient conduire à de grandes opportunités d’emploi dans la recherche et le développement de lubrifiants.

L’Europe est à l’avant-garde du mouvement pour la durabilité, et la présentation de Larsson était l’une des nombreuses présentations sur le sujet lors du colloque de cette année, qui s’est tenu en ligne. Il a déclaré qu’il existe un certain nombre de bonnes raisons pour lesquelles les huiles minérales sont devenues l’huile de base dominante pour les lubrifiants : elles sont disponibles en grandes quantités à des coûts raisonnables ; Ils fournissent un produit à valeur ajoutée pour les raffineurs de carburants ; Ils ont de bonnes propriétés de lubrification, même en régime limite.

Il a ajouté qu’ils présentaient également des inconvénients – étant toxiques, inflammables et difficiles à nettoyer – mais il a affirmé que, plus important encore, ils seraient mis hors d’usage par le mouvement mondial vers la durabilité.

« Le plus gros problème est qu’ils sont fabriqués à partir de pétrole », a-t-il déclaré, citant les émissions de gaz à effet de serre générées par leur approvisionnement. L’industrie commence à exiger que les fournisseurs fournissent des matériaux à faible empreinte carbone, et les gouvernements finiront par l’exiger.

Larsson a noté que certains distributeurs de lubrifiants ont commencé à prendre des mesures pour réduire l’empreinte carbone, au moins en partie pour renforcer la popularité de leurs produits. Il a cependant fait valoir que l’industrie doit adopter une approche beaucoup plus agressive où la durabilité devient un critère de prise de décision fondamental dans tous les aspects de l’entreprise.

Jusqu’à présent, dit-il, les décisions ont été prises en fonction de deux critères : la performance et le coût. « Nous devons ajouter un troisième paramètre », a-t-il déclaré. « Nous ne pouvons pas simplement dire que la durabilité ou l’effet vert est un plus que nous pouvons commercialiser. C’est quelque chose que nous devons avoir – c’est une exigence inévitable.

L’industrie continuera d’utiliser des huiles de base à base de pétrole pendant un certain temps, a déclaré Larsson, mais l’industrie devrait commencer dès maintenant à trouver des substituts. Il a admis que les alternatives peuvent coûter plus cher ou, dans certains cas, ne pas correspondre aux performances des huiles minérales, mais il a soutenu que de tels sacrifices doivent être faits – et que des solutions acceptables peuvent être trouvées.

Par exemple, les fabricants d’équipements peuvent avoir besoin de rendre certains composants plus robustes afin qu’ils puissent résister à des niveaux réduits de protection contre l’usure. Cela pourrait nécessiter que les composants soient 5% plus lourds, a-t-il dit, ce qui pourrait augmenter les coûts et augmenter la quantité de carburant nécessaire pour fabriquer le composant. Cependant, de tels sacrifices pourraient être justifiés si les émissions globales de gaz à effet de serre sont réduites. Le passage à différentes huiles de base peut également nécessiter de s’éloigner de la conception d’équipement à la limite afin d’obtenir des conditions de lubrification plus douces.

Remplacer les huiles de base minérales ne sera pas facile, a déclaré Larsson. L’industrie pétrolière mondiale produit actuellement environ 1,5 mètre cube d’huile de base par seconde – soit un peu plus d’une demi-tonne métrique – il faut donc beaucoup de matière. Larsson a suggéré un certain nombre de sources potentielles avec des empreintes carbone nettement plus faibles : les déchets lubrifiants recyclés, l’eau, les huiles de base gaz-liquides à base de gaz naturel, les huiles biosourcées de plantes telles que le colza ou le tournesol, les hydrocarbures synthétiques issus de ressources renouvelables, les huiles fabriqués à partir de processus biochimiques.

« Il y aura très probablement une grande variété de stocks de base à l’avenir », a-t-il déclaré. Il a suggéré que l’industrie des lubrifiants s’inspire de l’industrie de la peinture, qui a largement remplacé les produits à base d’huile par des produits en latex solubles dans l’eau. En plus de réduire l’empreinte carbone, cela conduirait à des lubrifiants finis plus faciles à nettoyer, a-t-il déclaré.

Il a proposé le glycérol comme matériau renouvelable pouvant être utilisé pour fabriquer des lubrifiants solubles dans l’eau. Il est non toxique, étant présent dans les aliments que les gens consomment régulièrement, et il est produit en grande quantité – par exemple en tant que sous-produit des raffineries de biodiesel – bien que moins que les huiles de base minérales à 0,08 tonne par seconde.

Il a des avantages et des inconvénients en termes de propriétés de performance. Les glycérols dilués ont une capacité de refroidissement supérieure aux huiles minérales, sont moins inflammables et peuvent fournir une gamme de viscosités en fonction de la quantité d’eau utilisée. Ils offrent également un très bon pouvoir lubrifiant lorsqu’un film lubrifiant peut être maintenu, mais le maintien d’un film adéquat est difficile. L’épaisseur du film peut être améliorée en augmentant la viscosité et en rendant les surfaces des composants plus lisses.

« La lubrification limite est bien sûr un problème, nous devons donc trouver une nouvelle chimie additive pour les lubrifiants à base de glycérol », a déclaré Larsson. « Ce sera quelque chose sur lequel nous travaillerons tous à l’avenir. »

Lors d’une séance de questions après sa présentation, Larsson a reconnu que les lubrifiants à base de glycérol sont également beaucoup plus limités dans les niveaux de chaleur qu’ils tolèrent. La teneur en eau bouillirait à 80-90 degrés Celsius, de sorte qu’elles ne pourraient clairement pas être utilisées dans les huiles de carter automobiles.

Des problèmes importants doivent encore être résolus, mais Larsson a déclaré que cela ne devrait pas empêcher l’industrie d’apprendre à fabriquer des lubrifiants fonctionnels à partir de matières premières plus durables.

« Nous avons dépensé des milliers et des milliers de milliards de dollars ou d’euros pour développer les machines d’aujourd’hui avec les huiles d’aujourd’hui, et maintenant nous allons faire la même chose pour des fluides de base complètement nouveaux et des additifs complètement nouveaux », a-t-il déclaré. « C’est donc fantastique, d’une certaine manière, pour nous qui faisons de la recherche en tribologie. C’est vraiment un paradis. Nous sommes vraiment confrontés à un avenir très excitant car nous aurons tellement de problèmes amusants à résoudre. Même si je comprends que les entreprises sont confrontées à des difficultés pendant un certain temps. » (lubesngreases 22/2/22)

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