Connaissance des liquides de refroidissement.

Tout le monde sait qu’en dehors de l’huile, un moteur de voiture a besoin de liquide de refroidissement. Dans le passé, vous pouviez vous fier à la couleur pour sélectionner le bon liquide de refroidissement ; cependant, c’est une chose du passé. Que fait réellement un liquide de refroidissement, quelles sont les différences entre les technologies et quelles propriétés ont-ils ? Pourquoi n’est-il plus possible de faire un choix en fonction de la couleur du liquide de refroidissement ? Dans cet article, nous plongeons plus profondément dans le monde des liquides de refroidissement automobiles.

Une fonction

Commençons par sa fonction de base : un liquide de refroidissement , comme son nom l’indique, doit avoir un effet refroidissant. Dans une situation idéale, toute l’énergie provenant de la combustion du carburant serait utilisée pour le mouvement. Cependant, la majeure partie de l’énergie du combustible est convertie en chaleur. Même les véhicules électriques et hybrides avec une grande batterie dégagent beaucoup de chaleur pendant la conduite (décharge) et la charge. Ces systèmes ne fonctionnent plus lorsqu’ils surchauffent et c’est pourquoi un système de refroidissement est en place.

En plus d’évacuer la chaleur, les liquides de refroidissement ont d’autres fonctions telles que :

• Fournir une protection contre le gel;
• Élever le point d’ébullition au-dessus de la température de fonctionnement du système ;
• Protéger les métaux du système de refroidissement contre la corrosion ;
• Inhibe la formation de mousse.

Bases

La fonction principale du fluide, comme mentionné précédemment, est de distribuer la chaleur excédentaire au radiateur où elle est échangée avec l’air extérieur. L’eau est parfaitement adaptée pour absorber et évacuer la chaleur, mais l’inconvénient de l’eau est qu’elle gèle à 0 degré et bout à 100 degrés. Les minéraux et les sels présents dans l’eau (potable) ont également un effet négatif sur les matériaux du système de refroidissement.

Pour contourner ces effets négatifs de l’eau, on utilise des glycols comme base d’un liquide de refroidissement ; généralement du monoéthylène glycol (MEG). Le monopropylène glycol (MPG) est parfois également utilisé comme base, mais sa capacité de transfert de chaleur pour les moteurs à combustion est généralement insuffisante. Le MPG est moins toxique, c’est pourquoi ces fluides sont plus souvent utilisés dans l’industrie alimentaire. La troisième option est les liquides de refroidissement à base de glycérol, également connus sous le nom de spécification G13. Bien que le glycérol soit plus respectueux de l’environnement que le MEG, il n’est pas aussi facilement disponible pour cette application car c’est aussi une matière première pour les cosmétiques. Le glycérol est un sous-produit de la production de biocarburants ou peut provenir de matériel végétal.

Composition

Un liquide de refroidissement réel se compose de plusieurs parties, car – en plus du mono-éthylène glycol (MEG) – des additifs sont nécessaires pour donner au liquide les propriétés souhaitées (nous en reparlerons plus tard). Nous nous référons aux additifs MEG + comme «antigel» ou «concentré». L’antigel doit être dilué avec de l’eau déminéralisée ou adoucie avant de pouvoir être utilisé dans un système de refroidissement.

De l’eau déminéralisée, les minéraux tels que le calcium et les sels sont éliminés. L’accumulation de calcaire empêche le transfert de chaleur et les sels peuvent corroder les métaux du système.

Ce n’est qu’après la dilution de l’antigel que nous disposons d’un liquide de refroidissement prêt à l’emploi , également appelé ‘Ready-Mix’ ou ‘liquide de refroidissement’. La quantité d’eau déminéralisée utilisée pour diluer l’antigel détermine la plage de température du mélange. En règle générale, un mélange 50/50 offre une protection jusqu’à -36°C, un rapport de mélange 40/60 (40% de concentré et 60% d’eau déminéralisée) offre une protection jusqu’à -26°C. Des concentrations plus élevées d’antigel ne donnent pas une plage de température plus grande ou « meilleure ». De plus, une trop faible concentration d’antigel perd à son tour ses propriétés de prévention de la corrosion. Veuillez vous référer au graphique ci-dessous :

Additifs

Pour donner au liquide de refroidissement les propriétés souhaitées, des additifs chimiques sont nécessaires. Les additifs sont ajoutés pour éviter la formation de corrosion, de cavitation (formation et destruction de petites bulles d’air pouvant endommager la pompe à eau), de dépôts et de boues (sédiments de matières insolubles), entre autres.

Pour éviter l’empoisonnement par ingestion du liquide de refroidissement, un agent amérisant est toujours ajouté. Cela signifie qu’en cas de fuite inattendue de liquide de refroidissement, les chiens laissent le liquide tranquille. Cela garantit également que les enfants ne boivent pas le liquide de refroidissement. Les humains et les animaux deviennent très malades après l’ingestion.

Nous pouvons donner au liquide de refroidissement n’importe quelle couleur en y ajoutant un colorant. Cela signifie que de nos jours, les gens ne peuvent absolument pas « faire confiance » à la couleur du fluide ou à ce qu’ils avaient l’habitude de traiter. En d’autres termes, vous ne pouvez pas déterminer la qualité par la couleur du liquide de refroidissement.

De plus, il existe des stabilisants contre les gouttes (accumulation de dépôts minéraux silicatés), des dispersants pour assurer la tolérance à l’eau dure, un tampon pH pour maintenir le niveau d’acidité et des additifs anti-mousse pour s’assurer que le moins d’air possible est emprisonné dans le liquide lors du pompage.

IAT (Technologie des acides inorganiques)

IAT est également connu sous le nom de liquide de refroidissement « conventionnel » ou « à l’ancienne ». C’est celui dont l’intervalle de changement est court (tous les 2 ans), souvent de couleur verte ou bleue.

Pour répondre aux exigences fixées précédemment, ce liquide de refroidissement contient des inhibiteurs inorganiques (minéraux) constitués de silicates, nitrates, amines, phosphates et/ou borates. Ce liquide de refroidissement fonctionne en créant une petite « couverture » de protection afin que le métal du système soit protégé. Les inhibiteurs minéraux qui procurent cet effet s’épuisent au cours du processus et cela signifie qu’il n’y a plus de capacité de réparation de la couverture protectrice après un certain temps. Cela rend le système un peu plus vulnérable.

L’avantage de ce liquide de refroidissement est qu’il agit rapidement, mais en même temps l’inconvénient est que l’effet chimique s’estompe en un laps de temps relativement court. La couverture de protection créée agit également comme isolant et limite ainsi dans une certaine mesure le transfert de chaleur.

OAT (Technologie Acide Organique)

Un liquide de refroidissement OAT est à base de glycol (MEG ou MPG) avec des inhibiteurs organiques, constitués de carboxylates. Celui-ci contient 0% d’inhibiteurs inorganiques (minéraux). Les inhibiteurs organiques sont sélectifs ; au lieu de constituer une couverture protectrice dans tout le système comme le fait un IAT, les inhibiteurs n’interagissent chimiquement qu’aux endroits du système où les dommages dus à la corrosion commencent à se produire.

Par conséquent, la consommation d’additifs est beaucoup plus faible par rapport à un IAT. Pour cette raison, l’intervalle de changement d’un OAT est considérablement plus long (longue durée de vie).

L’inconvénient est que la protection est toujours réactive, il y a donc toujours un certain retard dans la protection car la surface doit d’abord commencer à se corroder avant que la chimie ne se mette au travail.

HOAT (technologie d’acide organique hybride)

Dans de nombreux métaux légers, cette petite forme de corrosion, comme cela se produit avec un OAT, n’est pas souhaitable; pour cette raison, un liquide de refroidissement hybride a été développé dans lequel des inhibiteurs minéraux d’un IAT et des inhibiteurs organiques d’un OAT sont utilisés. La fondation est une OAT avec de petites quantités de silicate, de borate, de molybdate ou de nitrate ajoutées selon l’application. Ce liquide de refroidissement combine l’effet de longue durée (OAT) avec la protection rapide (IAT) des deux variantes décrites ci-dessus.

Lobride

Les Lobrids sont la dernière génération de liquides de refroidissement dans lesquels l’effet hybride d’un HOAT est encore mieux aligné et affiné pour l’application. Le niveau d’inhibiteurs minéraux est réduit et plus d’inhibiteurs organiques ont été utilisés, d’où le nom combinant à la fois faible et hybride. Les inhibiteurs minéraux utilisés sont souvent inclus dans le nom, par exemple : Si-OAT et P-OAT (silicate ou phosphate OAT) ou une combinaison des deux : PSi-OAT.

Véhicules électriques à batterie et refroidissement

La gestion de la chaleur dans un véhicule électrique à batterie (BEV) est très importante, qu’il s’agisse de la température des batteries, du moteur ou des composants électriques de forte puissance pour le contrôle. On distingue deux variantes de ce type de refroidissement :

• Refroidissement conventionnel de la batterie ;
• Batteries immergées dans un liquide (pack batterie immergé).

Les batteries perdent de leur capacité lorsqu’elles chauffent trop. Ils perdent également leur capacité lorsqu’ils sont trop froids. Les batteries trop froides ne se chargeront pas non plus. Le facteur dominant actuel est toujours un bloc-batterie refroidi de l’extérieur utilisant des liquides de refroidissement conventionnels à base de MEG. Des exemples de tels véhicules incluent : Tesla Model S, Audi eTron, Mercedes-Benz EQC et BMW i3.

La technologie de charge rapide est un point central pour les développeurs de véhicules. Une charge rapide entraîne potentiellement des températures très élevées. Des véhicules qui atteignent des vitesses de chargement allant jusqu’à 960 km/h (convertis) sont déjà disponibles sur le marché. Des vitesses de chargement de plus de 1400 km/h sont déjà promises dans un avenir proche. De telles vitesses ne peuvent être atteintes que par des batteries immergées, car elles peuvent gérer la température. Les fluides utilisés pour cela ressemblent davantage aux fluides de transformateur mais avec une viscosité beaucoup plus faible et sont également appelés « fluides thermiques » ou « fluides diélectriques ».

Les fluides thermiques ont des exigences différentes de celles des fluides de refroidissement pour moteurs à combustion décrits ci-dessus, ils ont un point d’éclair élevé, doivent être ignifuges et non conducteurs.

Utiliser

Maintenant que nous avons pris connaissance des différences et des évolutions apportées au fil du temps, la question « pourquoi avons-nous besoin d’autant de liquides de refroidissement différents ? » surgit. En théorie, bien sûr, la solution la plus idéale serait d’utiliser le liquide de refroidissement à longue durée de vie le plus protecteur pour tous les systèmes de refroidissement, mais malheureusement, la pratique montre le contraire. Il existe de nombreux OEM différents (marques de voitures) avec des points de vue différents sur leurs moteurs et les matériaux utilisés. Les exigences fixées par les équipementiers pour un liquide de refroidissement approuvé sont généralement définies dans une spécification afin que le liquide requis soit conforme à l’une des technologies ci-dessus. Pour cette raison, consultez toujours le conseiller Eurol Oil . Cet outil vous aidera à faire le bon choix pour le bon fluide ou liquide de refroidissement pour votre application.

Si vous avez d’autres questions, n’hésitez pas à nous contacter – nos spécialistes se feront un plaisir de vous aider.