Les fluides de coupe : des produits potentiellement polluants et dangereux pour l’environnement.

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Le travail des métaux nécessite l’emploi de produits potentiellement polluants et dangereux pour l’environnement comme les fluides de coupe. Il existe différentes variétés de fluides de coupe et chaque variété est adaptée à une application spécifique. Les fluides de coupe doivent remplir essentiellement deux fonctions principales : la lubrification et le refroidissement. Ces fluides sont généralement constitués d’un produit de base (huile minérale) et d’un mélange d’additif (AW : anti-usure, FM : modificateur de frottement, EP : extrême-pression, anticorrosion, etc…).

Dans les fluides commercialisés, la plupart des additifs utilisés sont toxiques pour l’homme et pour son environnement. Afin de minimiser les risques, trois solutions sont mises en place :

o Solutions au niveau du procédé : il s’agit de suivre des procédés spécifiques, soit d’usiner à sec dans des conditions d’usinage peu sévères et d’améliorer les performances des outils, soit d’utiliser la micro-lubrification par pulvérisation. Ceci réduit considérablement la consommation de fluide dans des opérations d’usinage où le contact entre la pièce et l’outil n’est pas permanent.

o Solutions au niveau de l’utilisation : Dans ce domaine, deux possibilités sont admissibles : l’utilisation rationnelle des fluides de coupe et la prolongation de la durée de vie de ces derniers en les recyclant afin de minimiser les risques de pollution.

o Solutions au niveau de la formulation : Dans les opérations sévères de travail des métaux, les huiles de coupes sont additivées avec des agents extrême-pression EP. Ces additifs sont généralement à base de chlore et sont toxiques et nocifs pour l’environnement. Afin de réduire l’effet polluant de ces additifs, les fournisseurs font actuellement des efforts pour remplacer les EP chlorés par des additifs sans chlore. Parmi ceux-ci, les plus courants sont les additifs à base de soufre et de phosphore qui sont moins toxiques que les précédents.

L’enjeu actuel des formulateurs de lubrifiants est donc de limiter les teneurs en molécules polluantes à base de chlore, de soufre et de phosphore, soit en trouvant une autre molécule aussi efficace et moins polluante, soit en essayant de comprendre le mieux possible le mécanisme réactionnel de ces additifs afin d’optimiser son action.

Les lubrifiants utilisés dans le travail des métaux doivent posséder trois fonctions principales :

– Réduire le coefficient de frottement en réduisant les pertes d’énergies durant l’usinage.

– Réduire l’effet de pression exercée afin d’empêcher la soudure entre les deux surface en contact.

– Minimiser l’usure de l’outil.

La formulation des lubrifiants exige une maîtrise du fonctionnement de chaque additif (sa réactivité vis-à-vis de la surface métallique et son mode d’action) et de leur impact sur l’environnement. Le choix d’un additif dans une fonction donnée dépend de l’efficacité lubrifiante recherchée. Pour cette raison, il est important de connaître le mode d’action de chaque additif avant que celui-ci soit commercialisé. Les formulateurs de lubrifiant développent différents tests de laboratoire et chaque test remplit une fonction donnée. Ces tests peuvent fournir des indications intéressantes sur le mode d’application ou le comportement du lubrifiant. Parmi ces tests, on distingue: test de mouillage, test d’accrochage du lubrifiant sur l’outil et les tests tribologiques des additifs (AW, FM, et EP).

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