Stratégies de Maintenance M01_3 : Graissage et Lubrification PDF

STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION I – BUT DE LA LUBRIFICATION : Définition : procédé par lequel la friction entre deux pièces en mouvement est réduite (introductio...

STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION I – BUT DE LA LUBRIFICATION : Définition : procédé par lequel la friction entre deux pièces en mouvement est réduite (introduction d’un fluide séparant les deux surfaces). Fonctions du lubrifiant : Réduire la friction (frottement ou déformation), réduire l’usure des pièces, absorber / atténuer les chocs, réduire / contrôler la température, protéger de la corrosion, isoler les composantes de la contamination, nettoyer / enlever les contaminants. Types de lubrification :  Hydrodynamique : séparation de deux surfaces par un film relativement épais, par un mouvement dynamique de la pièce en mouvement.  Hydrostatique : introduction de lubrifiant sous pression entre les surfaces en mouvement (source de pression).  Elastohydrodynamique : semblable à hydrodynamique mais une des surfaces roule (roulement, dent profilée d’engrenage). II – LES LUBRIFIANTS : Les lubrifiants ont pour rôle de réduire les frottements entre pièces en mouvement, ou de diminuer la résistance passive de pièces fixes. Ils sont obtenus par raffinage des fractions lourdes du pétrole brut. Les lubrifiants peuvent être liquides ou fluides (huiles), consistants (graisses ou gel de silicone), ou solides (graphite, téflon). Les performances et caractéristiques diffèrent d'un lubrifiant à l'autre, leur seul point commun est qu'ils sont tous composés d'un constituant principal appelé « base lubrifiante », qui représente 75 à 85% de l'huile ou d'une graisse et qui peut être d'origine pétrolière ou synthétique. 21 – LES BASES LUBRIFIANTES :  Les bases minérales sont fabriquées à partir du pétrole brut. Elles sont de très loin les plus utilisées, aussi bien dans les applications automobiles qu’industrielles. Ce sont des mélanges d’hydrocarbures ayant subi de nombreuses opérations de raffinage.  Les bases de synthèse sont des produits obtenus par réaction chimique de plusieurs composants. Deux grandes familles de produits sont utilisées pour la formulation des lubrifiants : les esters et les hydrocarbures de synthèse. Ces produits présentent une viscosité remarquablement stable quelle que soit la température. Cette propriété est une supériorité majeure sur les bases minérales qui nécessitent l'adjonction d'additifs améliorants de viscosité en plus grande quantité. Leur résistance à l'oxydation est aussi accrue, d'où une plus grande longévité de l'huile qui permet un espacement entre vidange plus important. A noter qu'il existe aussi des huiles dites de semi synthèse qui s'obtiennent à partir d'un mélange des deux précédentes (généralement 70 à 80% d'huile minérale et 20 à 30% d'huile de synthèse). 22 - LES HUILES : Les huiles sont composées d'une base lubrifiante et d'additifs. LES ADDITIFS DES HUILES : les additifs sont présents à hauteur de 15% à 25 % dans les huiles finies :  soit pour renforcer certaines propriétés de l'huile de base  soit pour apporter à l'huile de base des propriétés qu'elle ne possède pas naturellement  Les améliorants de viscosité : ils permettent à l'huile d'être suffisamment fluide à froid et visqueuse à chaud pour éviter le contact des pièces en mouvement. Ce sont des polymères introduits dans une base lubrifiante. Une huile contenant ces additifs est dite multigrade. Les polymères à longue chaîne se contractent à basse température et n'offrent ainsi qu'une résistance négligeable au mouvement des molécules d'huile mais, à haute température, ils se déroulent et s'opposent à la fluidification du mélange.  Les additifs anti-usure : ils renforcent l'action anti-usure qu'exerce un lubrifiant vis-à-vis des organes qu'il lubrifie. Ils agissent en formant un film protecteur, en réagissant directement ou par l'intermédiaire de leur produit de réaction avec les surfaces métalliques.  Les additifs anti-oxydants : ils ralentissent les phénomènes d'oxydation du lubrifiant et contribuent à l'espacement des vidanges par une meilleure tenue aux hautes températures.  Les additifs détergents : ils évitent la formation de dépôts ou de vernis sur les parties les plus chaudes du moteur telles que les gorges des pistons. Ils exercent une action détergente, en particulier à l'intérieur des moteurs où ils empêchent que les résidus charbonneux de combustion ou composés oxydés ne forment des dépôts ou des gommes sur les surfaces métalliques. Les additifs les plus récents sont des polymères de composés basiques azotés qui ne laissent pas de cendres. Les huiles dites détergentes doivent être utilisées M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 1 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION avec précaution dans les moteurs anciens car leur capacité à nettoyer les dépôts déjà sédimentés dans les carters (la calamine par exemple) peut entraîner l'obturation des canaux de circulation du lubrifiant.  Les additifs dispersants : ils maintiennent en suspension toutes les impuretés solides formées au cours de fonctionnement du moteur : imbrûlés, gommes, boues, suies diesel, dépôts nettoyés par les détergents. Ils empêchent les résidus solides de s'agglomérer et ainsi limitent le risque de dépôt (boues) dans les parties froides du moteur (carter).  Les additifs de basicité : ils neutralisent les résidus acides de combustion des carburants, principalement sur moteur diesel, au fur et à mesure de leur formation.  Les additifs anti-corrosion : ils empêchent l'attaque des métaux ferreux, attaque due à l'action conjuguée de l'eau, de l'oxygène de l'air et de certains oxydes formés lors de la combustion. Ils forment un film protecteur ou une passivation de la surface à protéger.  Les additifs anti-congélation : ils permettent au lubrifiant de garder une bonne fluidité à basse température (de -15°C à -45°C).  Les additifs anti-mousse : le moussage de l'huile peut être dû à la présence d'autre additifs (les additifs détergents agissent dans l'huile comme du savon dans l'eau : ils nettoient le moteur mais ont tendance à mousser) ou au dessin du circuit de graissage qui provoque des turbulences lors de l'écoulement du lubrifiant, facilitant ainsi le brassage air huile et la formation des bulles. Ces additifs ont pour but de limiter la dispersion d'un grand volume d'air dans l'huile.  Les additifs d'extrême pression : ils ont pour but de réduire les couples de frottement et par conséquence économiser l'énergie et de protéger les surfaces des fortes charges. Ils apportent au lubrifiant des propriétés de glissement spécifiques, en particulier aux organes équipés d'engrenages ou de garnitures de friction travaillant dans l'huile (ponts autobloquants, boîtes de vitesse, manuelles ou automatiques, freins immergés, etc.). 23 – LES GRAISSES : Les graisses sont composées de :  70 à 95 % d'huile de base (minérales, synthétiques ou végétales) qui sert d'agent lubrifiant  0 à 10 % d'additifs identiques à ceux cités précédemment  3 à 20 % d'un agent épaississant ou gélifiant qui à pour rôle de donner la consistance au lubrifiant (semi fluide, fluide, mou ou dur) et d'emprisonner l'huile de base et les additifs pour qu'ils ne s'écoulent pas. Les graisses se distinguent par leur adhérence aux surfaces à lubrifier, leur insolubilité à l'eau, leur résistance au cisaillement et leur durée de vie. En règle générale une graisse ne peut dépasser plus de 300°C (température à laquelle l'huile de base se sépare de l'épaississant). Au delà, on parle plutôt de pâtes ou vernis à base d'aluminium ou de cuivre. Outre son rôle de lubrifiant (réduction de l'usure mécanique et des pertes d'énergie dues aux frottements), la graisse crée une barrière d'étanchéité vis-à-vis des éléments extérieurs (poussières, eau, solvants, chaleur, etc.).  Les graisses silicones : les silicones sont des polymères à base de composés organiques du silicium, remarquables pour leur stabilité thermique, leur grande inertie chimique et leur caractère d'isolant électrique. Les silicones sont très résistantes vis-à-vis de la chaleur, de l'oxydation et des rayons ultraviolets. Les silicones peuvent se présenter sous forme d'huiles, d'élastomères ou de résines.  Les graisses alimentaires : ces graisses sont spécialement conçues pour un contact fortuit avec les aliments. Les lubrifiants, additifs et gélifiants qu'elles contiennent doivent être conformes aux prescriptions du CNERNA (Centre National d'Etude et de Recherche sur la Nutrition et l'Alimentation) ; seul organisme reconnu à ce jour en Europe pour le référencement des matières premières utilisables en contact fortuit avec les aliments. 24 – LES LUBRIFIANTS SOLIDES : Le graphite et le bisulfure de molybdène constituent les deux lubrifiants solides utilisés dans les conditions extrêmes (vide poussé, températures trop hautes ou trop basses).Le graphite peut être utilisé jusqu'à 400°C en présence d'air et jusqu'à 1900°C en atmosphère inerte. Le bisulfure de molybdène peut être utilisé jusqu'à 450°C, au-delà il devient abrasif. Aux basses températures on utilise les Téflons, nylons et divers polyamides. 25 – LES HUILES DE COUPE : Pour de nombreuses opérations de coupe, des liquides sont utilisés pour refroidir et lubrifier. Le refroidissement accroît la longévité des outils et facilite l'obtention de cotes conformes sur les pièces finies. La lubrification réduit les frottements, ce qui diminue la chaleur dégagée et la puissance nécessaire pour une coupe donnée. Ces huiles de coupe sont des solutions aqueuses, des huiles chimiquement inactives ou des liquides de synthèse. M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 2 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION 26 – Caractéristiques des huiles obtenues par additifs : Aptitude du fluide à nettoyer les surfaces et à Détergence maintenir en suspension les particules La présence d'air sous forme de micro bulles d'air Aptitude de l'huile à permettre aux bulles d'air à Pouvoir de désaération augmente la compressibilité de l'huile, diminue le remonter à la surface et à crever. rendement et favorise la cavitation et l'oxydation. Aptitude de l'huile à abaisser l'effet de Pouvoir lubrifiant "frottement fluide" et assurer le maintien du film Voir effet anti stick-slip d'huile entre les surfaces. Important si l'installation est arrêtée longtemps ou si elle Anti-oxydation Aptitude à protéger contre l'oxydation. est soumise à un risque de pollution par l'eau. L'eau décante alors dans la bâche. La taille de la bâche et Aptitude de l'huile à se séparer de l'eau (ou Pouvoir de désémulsion sa conception sont des facteurs importants pour la autre liquide). désémulsion. Pouvoir à limiter l'usure des pièces métalliques Pouvoir anti-usure Souvent obtenu par des additifs métalliques ou graphités. en contact. Aptitude à éviter la formation de mousse La présence d'eau favorise la mousse. Il faut une prise Pouvoir anti-mousse provenant de la désaération. d'aspiration de pompe suffisamment profonde. Température à laquelle l'huile s'enflamme Permet d'utiliser une huile à haute température, ou en Point éclair spontanément. présence de points d'ignition. Température en dessous de laquelle l'huile ne Point d'écoulement On préfère souvent la température limite de pompabilité. s'écoule plus. Donne une indication sur la compatibilité de l'huile avec Température à laquelle un mélange à 50% Point d'aniline les élastomères. Un point d'aniline > 90°C est souvent huile/aniline change d'aspect. nécessaire. Résistance au Aptitude de l'huile à conserver sa viscosité en Cisaillement: film d'huile, lubrification d'engrenage, cisaillement présence de cisaillements. fuites... Aptitude de l'huile à conserver ses qualités Résistance thermique avec des variations importantes ou fréquentes Une régulation de température est souvent nécessaire. de températures. Température à laquelle une pièce métallique Point de congélation Essai normalisé. ne coule plus dans l'huile. Compatibilité avec les Aptitude de l'huile à ne pas attaquer certaines Composants mécaniques, revêtements métalliques, métaux parties métalliques. câbles... Compatibilité avec les Aptitude de l'huile à pouvoir se mélanger dans autres fluides diverses proportions. Conductibilité Permet l'évacuation de l'énergie de frottement. Peu de Aptitude à transmettre l'énergie calorifique. thermiques différences entre les différentes huiles. A augmenter dans certains cas: bobines immergées... A Aptitude de l'huile à ne pas conduire Isolation électrique diminuer dans d'autre: mise à la masse par des paliers à l'électricité. roulements... Aptitude à garder sa masse volumique sous La compressibilité dépend de l'huile, mais aussi des gaz Faible compressibilité fortes variations de pression. dissous. Aptitude à subir une filtration sévère sans perte Le passage de l'huile dans un filtre provoque un Filtrabilité de caractéristiques. cisaillement important de l'huile. Aptitude à ne pas polluer et/ou à ne pas être Non toxicité Il existe même des huiles de qualité alimentaire. toxique. Nb de mg de potasse nécessaire pour neutraliser 1g Indice d'acidité Indique l'acidité de l'huile. d'huile. L'acidité de l'huile augmente avec son usure. Chaleur spécifique à Quantité de chaleur nécessaire pour élever Cp = 2100 J/kg.°C (huile minérale) pression constante : Cp une masse d'un °C à pression constante. Chaleur spécifique à Quantité de chaleur nécessaire pour élever Cv = 1800 J/kg.°C (huile minérale) volume constante : Cv une masse d'un °C à volume constante. M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 3 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION III – CARACTERISTIQUES D’UN LUBRIFIANT : La viscosité d’un fluide est la résistance qu’il oppose au glissement interne de ses molécules au cours de son écoulement. C’est son aptitude à pouvoir s’écouler plus ou moins facilement. La viscosité varie avec la température. Elle est donnée pour une température de référence de 40°C. Viscosité dynamique Viscosité cinématique   viscosité dynamique en Pa.s  viscosité cinématique en m2/s F  force de frottement en N   viscosité dynamique en Pa.s S  section d’écoulement en m²   masse volumique du fluide en kg/m3 L  longueur de l’écoulement en La viscosité cinématique s’exprime aussi en m Stockes (St) ou en centistokes (cSt) V  vitesse de l’écoulement en 1 St = 10-4 m²/s m/s 1 cSt = 10-6 m²/s Un lubrifiant a d’autres caractéristiques telles que sa stabilité chimique, son point éclair (température d’inflammation des vapeurs du fluide), son point de congélation (température à laquelle le fluide ne coule plus), etc. IV – CLASSIFICATION DES HUILES : 41 – Grades normalisés et services : Normes ISO/NF: plus particulièrement destinées aux huiles dites « industrielles » monogrades. La norme ISO/NF désigne une huile par un grade et un service rendu par cette huile (ou domaine d'application). La désignation indiquée ci-après est succincte et ne donne pas toutes les caractéristiques d'une huile. La norme complète et les indications du fabricant sont donc souvent nécessaires. La viscosité indiquée, en mm²/s, dans le grade est fixée à 40°C avec une tolérance autour de cette valeur médiane (voir ci-dessous). Les grades sont espacés par un facteur multiplicatif de 1,5 (changer de 1 grade = varier de ± 50% en viscosité). Viscosité cinématique médiane Limites de viscosité Grade ISO à 40 °C minimum maximum 2 2,2 1,90 2,42 3 3,2 2,88 3,52 5 4,6 1,14 5,06 7 6,8 6,12 7,48 10 10 9,00 11,00 15 15 13,50 16,50 22 22 19,00 24,20 32 32 28,80 35,20 46 46 41,40 50,60 68 68 61,20 74,80 100 100 90,00 110,00 150 150 135,00 165,00 220 220 198,00 242,00 320 320 288,00 352,00 460 460 414,00 506,00 680 680 612,00 748,00 1000 1000 900,00 1100,00 1500 1500 1350,00 1650,00 En hydraulique industrielle, on admet qu'une viscosité comprise entre 20 et 100 mm²/s (à la température de fonctionnement) est correcte. Cependant, il faut tenir compte de tous les organes mécaniques lubrifiés par le fluide hydraulique (roulements, engrenages, etc.). M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 4 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Viscosité maximale (habituellement au démarrage) 22000 Probablement le maximum pour que le lubrifiant puisse être versé 11000 Probablement le maximum pour une lubrification par projection ou par barbotage. A peine pompable au moyen d'une pompe à engrenage ou à pistons - lubrifiant trop lourd pour être 8600 utilisé Limite supérieure pour un système de lubrification automatique 2200 Limite supérieure pour une lubrification par circulation (bon entretien) Limite supérieure pour le constituant d'huile d'une graisse à appliquer au pistolet 1000 Roulements Pompes hydrauliques à ailettes à la température de démarrage - pour empêcher la cavitation et l'usure 860 Huile lourde pour assurer une bonne pompabilité et une bonne pulvérisation Générateurs de brouillard d'huile fonctionnant sans chaleur, à la température minimale de service 220 Pompe hydraulique à piston (à la température de démarrage) pour empêcher l'usure 54 Systèmes hydrauliques à la température de fonctionnement Viscosité minimale 33 Pour la lubrification des engrenages 30 Pour une pompe à engrenage 21 Roulements à rouleaux sphériques 13 Autres roulements à rouleaux - Systèmes hydrauliques - Paliers lisses 4 Mini pour supporter une charge dynamique Viscosité optimale (à la température de fonctionnement) 25 Systèmes hydrauliques 30 Paliers lisses 40 Engrenages cylindriques 75 Engrenages à vis sans fin Catégories courantes d'huile pour circuits hydrauliques:  HL : huiles minérales + propriétés anti-oxydantes et anti-corrosion particulières. Elles présentent un bon comportement vis-à-vis de l'eau. Elles sont préconisées dans les installations à moyenne pression lorsque des additifs anti-usure ne sont pas nécessaires.  HM : fluides HL + propriétés anti-usure particulières.  HV : fluides HM + propriétés viscosité/température améliorées.  HG : fluides HM + propriétés anti-stick-slip (propriété d'une huile évitant le décollement du film d'huile dans une glissière) pour glissières de machines outils.  HSx : fluides de synthèse.  HFxx : fluides difficilement inflammables. Les fluides HFC sont les plus utilisés. Remarque : les fluides HM et HV sont les plus utilisés. M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 5 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Normes SAE - API - CCMC – ACEA : Plus particulièrement destinées aux huiles moteurs et boîtes de vitesses (réducteurs). Il y a deux grades SAE, un pour une utilisation à froid (suivi de la lettre W) et un pour une utilisation à chaud. Le nombre indiqué dans le grade SAE est relatif à la viscosité de l'huile à une certaine température mais n'est pas directement significatif, contrairement au grade ISO (voir correspondances ci-contre). Lorsqu'on indique ces deux grades pour une huile, on dit alors qu'elle est "multigrades". La désignation pour ces huiles du service API permet de connaître les performances de l'huile ainsi désignée. Pour les huiles moteur, le service API s'indique avec deux lettres, la première indique le type de carburant utilisé dans le moteur (S = essence et C = Diesel), la deuxième indique la performance elle-même, plus la lettre est élevée dans l'alphabet et plus la performance est importante. Une même huile peut avoir deux services différents pour deux carburants possibles (voir correspondances ci-contre). Pour les huiles destinées aux transmissions, les deux lettres GL sont suivies d'un chiffre donnant la performance. On peut trouver des indications supplémentaires, telles que EP = extrême pression, etc. CLASSIFICATION API : S... : moteurs à essence (S = Service) :  SC : moteurs à essence US 1964-67. Additifs détergents, dispersants, anti-usure, antirouille et anti-corrosion  SD : moteurs à essence US 1968-71. Idem SC mais additivation renforcée.  SE : moteurs à essence US 1972-79. Propriétés anti-oxydante, détergente à chaud, antirouille et anti-corrosion renforcées.  SF Moteurs à essence US 1980-88. Stabilité à l'oxydation et pouvoir anti-usure améliorés par rapport à SE. M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 6 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION  SG Stabilité à l'oxydation, dispersivité et anti-usure renforcées par rapport à SF. Moteurs à partir de 1989. CLASSIFICATION API : C... : moteurs Diesel (C = Commercial) :  CB : conditions d'utilisation modérément sévères pour des moteurs non suralimentés avec GO de plus faible qualité (à plus haute teneur en soufre). Protection requise contre la corrosion des coussinets et les dépôts à haute température. Occasionnellement pour moteurs à essence à services peu sévères.  CC : service modéré à sévère pour Diesel faiblement suralimentés et certains moteurs essence à service sévère. Protection contre dépôts à haute et basse température, rouille et corrosion. Détergentes et dispersantes.  CD : service sévère de Diesel suralimentés ou non, à vitesse élevée et forte puissance. Très bonne protection requise contre l'usure, la corrosion et les dépôts à toute température quel que soit le combustible.  CE : service très sévère de Diesel fortement suralimentés. Idem CD + exigences renforcées; = aux huiles SHPD européennes. CLASSIFICATION API : GL... : Transmissions mécaniques :  GL1 : concerne tous les cas où une huile minérale pure peut être employée avec satisfaction sur des engrenages opérant sous de basses pressions unitaires et à de faibles vitesses de glissement. Des inhibiteurs d'oxydation et antirouille, ainsi que des dopes anti-mousses peuvent être employés pour que les caractéristiques du lubrifiant lui permettent d'assurer ce service. Les dopes extrême pression et les modificateurs de coefficient de frottement ne peuvent pas être utilisés.  GL2 : désigne le type de service où les conditions de charges, de température et de vitesses de glissement ne permettent pas l'emploi d'un lubrifiant répondant à l'API GL1.  GL3 : concerne les engrenages non hypoïdes opérant sous des conditions modérément sévères de vitesses et de charge.  GL4 : est plus particulièrement adaptée pour les engrenages hypoïdes opérant à hautes vitesses, basses vitesses couples bas et couples hauts.  GL5 : pour engrenages hypoïdes, idem à GL4, mais dont la charge varie par à-coups. Les lubrifiants répondant à cette spécification doivent donner une protection anti-grippage importante.  GL6 : pour engrenages fortement hypoïdes opérant à hautes vitesses dans des conditions de haute performance. Les lubrifiants répondant à cette spécification doivent donner une protection anti-grippage importante. Le service API défini par l'industrie américaine est insuffisant pour les moteurs européens dont les rapports puissance / poids sont plus importants, et les conditions de fonctionnement plus sévères. Une désignation de service européen est donc utilisée également: c'est le service CCMC (voir correspondances ci-après). CLASSIFICATION CCMC : G... : moteurs essence :  G1 = niveau API SE + essais spécifiques européens  G2 = niveau API SF + essais spécifiques européens  G3 = niveau API SF pour les huiles de faible viscosité (5W30, 5W40, 10W30, 10W40) destinées à réduire la consommation de carburant. CLASSIFICATION CCMC : moteurs Diesel :  PD1 Pour voitures de tourisme; petits Diesel rapides à combustion indirecte, y compris les moteurs équipés de turbo. Caduque depuis 1990.  PD2 Pour voitures de tourisme. Moteurs suralimentés ou non.  D1 Pour véhicules industriels (à injection directe). = API CC/SE non suralimentés en service peu sévère.  D2 Pour véhicules industriels (à injection directe). = API CD suralimentés ou non en service sévère.  D3 Pour véhicules industriels (à injection directe). Huiles "SHPD" (Super Haute Performance Diesel) de niveau > API CD et correspondant à la spécification Mercedes (huiles anti-polissage) pour moteurs fortement suralimentés en service très sévère.  D4, D5 > CE et SHPD. 42 – Indice de viscosité (IV) : L'indice de viscosité d'une huile caractérise sa qualité à avoir une viscosité plus ou moins stable en fonction de la température. Plus l'indice de viscosité est élevé, moins la viscosité de l'huile varie avec la température. M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 7 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Pour les huiles industrielles, fonctionnant souvent à une température plus ou moins stable, l'utilisation d'une huile monograde à IV = 100 est courante. Par contre, pour un moteur subissant des écarts de température dépassant 100°C, une huile multigrades à haut IV (140 à 200) est recherchée. Ci-dessous un abaque comparant quelques huiles moteur, on remarque que les huiles multigrades ont un IV plus fort que les autres, car elles imposent des impératifs de viscosité à froid et à chaud. Plus la droite de variation de la viscosité est horizontale, plus l' IV est élevé. 43 – Les huiles de synthèse: Ces huiles ont des performances élevées, en particulier pour des objectifs et des conditions de service difficiles. Cependant, elles sont chères à produire et leur disponibilité dans le monde est limitée. De plus, le choix d'un lubrifiant synthétique dépend du problème posé. Les mélanges d'huiles de base d'origines différentes sont parfois possibles, toutefois une huile dite "synthétique" doit contenir moins de 15% d'huile minérale. Ci-dessous quelques familles d'huiles de synthèse : Bonnes propriétés lubrifiantes, point éclair élevé. Haut indice de viscosité : 150 à 200, faible volatilité, bonne stabilité thermique, incompatible avec les huiles minérales. Poly glycols Exemples d'utilisations : Poly glycol soluble à l'eau : fluide difficilement inflammable, fluide d'usinage Poly glycol insoluble : fluide de frein, lubrifiant moteur, lubrifiant engrenage... Faible volatilité, bonnes propriétés à froid, bonne tenue thermique, bonne propriété solvante et bonne résistance au cisaillement. Esters Exemples d'utilisation : graisse, turbine à gaz, aviation, utilisé comme additif (pouvoir lubrifiant élevé). Hydrocarbures Comportement à froid performant, indice de viscosité élevé. Selon la longueur de la chaîne, synthétiques bonne propriété thermique. (polyalphaoléfines) Exemples d'utilisations : lubrifiant d’engrenages, compresseur... Silicone Inerte chimiquement, grande résistance à la chaleur et à l'oxydation. Hydrophobe, indice de viscosité élevé (jusqu'à 300), bonne propriété à froid. Incompatibilité chimique avec de nombreux M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 8 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION additifs. Pouvoir lubrifiant très médiocre. Exemples d'utilisations : graisse, fluide hydraulique... Utilisées dans les compresseurs (air, frigorifiques) pour la propreté des clapets, compatibilité glycol avec les fluides frigorigènes, caloporteur... V – CLASSIFICATION DES GRAISSES : On peut définir la graisse comme étant un produit solide ou semi solide résultant de la dispersion d'un agent épaississant dans un lubrifiant liquide. En ajoutant des additifs, on lui confère des propriétés particulières :  Le type et la quantité de l'agent épaississant  La viscosité et les caractéristiques physiques de l'huile  Les additifs Une graisse doit:  Réduire le frottement et l'usure  Protéger contre la corrosion  Assurer l'étanchéité des paliers pour empêcher la pénétration d'eau et de contaminants  Résister aux fuites, à l'égouttement et au rejet  Résister aux changements de structure ou de consistance en cours de service  Demeurer mobile dans les conditions où elle est appliquée  Etre compatible avec les joints d'étanchéité  Tolérer ou repousser 1' humidité  Graisse ordinaire : Agent épaississant Huile / lubrifiant Additifs 5 à 20% 75 à 95% 0 à 15%  Graisse complexe : Il s'agit d'une graisse similaire à la graisse ordinaire, sauf que l'agent épaississant est constitué de deux acides gras différents, dont l'un est l'agent complexant. Ce au produit permet une bonne résistance aux hautes températures.  Huile de graissage : Comme le pourcentage d'huile en poids est très élevé dans une graisse (de 75 % à 95 %), il faut une huile de haute qualité et d'un grade de viscosité propre à l'utilisation prévue. Une huile de faible viscosité convient généralement aux températures basses, aux charges faibles et aux vitesses élevées, tandis qu'une huile plus visqueuse convient généralement aux températures élevées, aux charges lourdes et aux vitesses faibles.  Additifs : Les additifs qui entrent le plus souvent dans la composition des graisses sont: Antioxydant Prolonge la durée de service d'une graisse Extrême pression Protège les surfaces contre les rayures - Garantit l'accrochage du film de graisse Anticorrosion Protège les surfaces contre la corrosion glycols usure Evite le contact métal/métal, réduit l'abrasion  Définition des graisses : Consistance et degré de dureté de la graisse peuvent varier considérablement selon la température. Voici les neuf grades de graisses selon la classification du National Lubricating Grease Institute (NLGI): Grade NLGI Pénétration à 25°C (1/10 mm) Aspect / Dénom. 000 445 - 475 très fluide 00 400 - 430 fluide 0 355 - 385 semi fluide 1 310 - 340 très molle M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 9 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION 2 265 - 295 molle 3 220 - 250 moyenne 4 175 - 205 dure 5 130 - 160 très dure 6 85 - 115 extra dure Les grades 2 et 3 correspondent à l'utilisation courante (paliers, articulations, roulements...).  Stabilité au cisaillement : capacité d'une graisse à résister à des changements de consistance sous l'effet du travail mécanique. À des taux élevés de cisaillement la consistance d'une graisse tend à changer (généralement, elle se ramollit).  Séparation de l'huile : pourcentage d'huile qui se dissocie de la graisse en régime statique (ex : stockage). Cette caractéristique ne sert pas à prévoir la tendance de l'huile à se séparer en service (régime dynamique).  Stabilité à haute température : capacité d'une graisse à conserver sa consistance, sa structure et ses caractéristiques de rendement à des températures supérieures à 125 °C.  Classification de service des graisses : Les cinq catégories ci-dessous relatives aux graisses pour service automobile ont été élaborées par le NLGI. Cette classification (ASTM D 4950) couvre les graisses conçues pour la lubrification des composantes du châssis de même que des roulements de roues des voitures de tourisme, des camions et des autres types de véhicules. Le NLGI classifie les graisses pour service automobile en deux principaux groupes. Les graisses pour châssis sont désignées par le préfixe L et les graisses pour roulements de roues sont désignées par le préfixe G. Le tableau qui suit décrit les cinq catégories. Catégorie Service NLGI Caractéristiques NLGI Intervalles de graissage Résistance à l'oxydation, stabilité au cisaillement et protection contre LA fréquents (< 3200 km) service la corrosion et l'usure léger (application non critique) Intervalles de graissage Résistance à l'oxydation, stabilité au cisaillement et protection contre prolongés (> 3200 km). Service la corrosion et l'usure même dans des conditions de charge élevées LB de léger à rigoureux (charges et en présence de contaminants aqueux. Plage de température de - élevées, vibrations, exposition à 40 °C à 120 °C l'eau) Intervalles de graissage GA fréquents. Service léger Plage de température de -20 °C à 70 °C (applications non critiques) Service de léger à Résistance à l'oxydation et à l'évaporation stabilité au cisaillement et moyennement rigoureux GB protection contre la corrosion et l'usure. Plage de températures de - (voitures et camions en service 40 °C à 120 °C avec pointes occasionnelles jusqu'à 160 °C urbain et autoroutier) Service de léger à rigoureux Résistance à l'oxydation et à l'évaporation, stabilité au cisaillement et (véhicules effectuant des arrêts protection contre la corrosion et l'usure. Plage de températures de - GC fréquents, remorquage de 40 °C à 120 °C avec pointes fréquentes jusqu'à 100°C et pointes roulottes, conduite en terrain occasionnelles jusqu'à 200°C montagneux...)  Compatibilité entre les graisses : Il faut quelquefois substituer une graisse à une autre pour corriger un problème provoqué par un produit déjà en service. Dans ce cas, si les agents épaississants sont incompatibles, les propriétés du mélange seront inférieures à celles de chacun de ses constituants. Il est fortement conseillé de purger l'ancienne graisse du système avant d'en appliquer une autre. Cependant, la compatibilité entre les graisses dépend de la température. A mesure que les températures sont plus élevées, les problèmes de compatibilité augmentent.  Méthodes d'application des graisses : M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 10 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Le graissage excessif est la cause la plus fréquente de la défaillance des paliers. Le surplus de graisse accroît le frottement interne, ce qui peut porter la température du palier au-delà du point de goutte de la graisse. Cela occasionne une séparation de l'huile et la graisse finit par perdre ses propriétés lubrifiantes. Lorsqu'on graisse un palier ordinaire fendu, il faut s'assurer que la cavité de graissage n'est remplie qu'au tiers. La fréquence de graissage dépend des facteurs suivants:  Sévérité du service  Environnement  État des joints d'étanchéité  Charges de choc La diversité des systèmes mécaniques est telle, qu'il faudra analyser chaque cas...  Propriétés des graisses : Le tableau suivant vous permettra de sélectionner une graisse en fonction de son emploi et des exigences requises. Graisses ordinaires Graisses complexes Synthétiques Type Calcium Lithium Sodium Aluminium Calcium Baryum Lithium Polyurie Bentone Point de 80-100 175-205 170-200 260+ 260+ 200+ 260+ 250+ aucun goutte °C Temp. max 65 125 125 150 150 150 160 150 150 °C Caract. haute très faibles bonne bonne excel. excel. bonne excel. excel. excel. temp. Caract. basse moyenne bonne faible bonne moyenne faible bonne bonne bonne temp. Stabilité moyenne bonne moyenne excel. bonne moyenne excel. bonne moyenne mécanique Résistance excel. bonne faible excel. excel. excel. excel. excel. moyenne à l'eau Stab. à faible bonne bonne excel. excel. faible bonne excel. bonne l'oxydation Texture lisse lisse fib. ou liss. lisse lisse fibreuse lisse lisse lisse VI – CHOIX DES LUBRIFIANTS : Le choix d’un lubrifiant doit prendre en compte les conditions fonctionnelles du mécanisme à lubrifier et en particulier sa température de fonctionnement, les efforts de pression, les vitesses relatives de déplacement, les conditions d’environnement. Les fabricants d’huiles et de graisses sont les mieux placés pour déterminer le type de lubrifiant à utiliser en fonction du mécanisme à lubrifier. Cependant, la norme NF ISO/TR 3498 donne des recommandations pour le choix des lubrifiants pour machines-outils. VII – STOCKAGE DES LUBRIFIANTS : Pour mettre en place la sécurité dans le stockage et l’utilisation des produits, il faut connaître en premier lieu les risques que représentent ces produits. Cette connaissance s’acquiert par l’obtention de données sur le (ou les) produit(s). 71 – Premières sources d’information : Etiquetage : L’étiquette constitue la première information directement accessible à l’utilisateur. L’étiquetage a pour but essentiel de renseigner sur les risques que peuvent présenter les produits pour l’homme et son environnement. Il indique également certaines précautions à observer pour leur stockage et leur utilisation. Il est régi par des textes réglementaires relevant principalement du code du Travail, du code de la Santé publique et des dispositions sur le transport des matières dangereuses. L’absence d’étiquetage ne signifie pas que le produit est sans danger. M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 11 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Fiche de données de sécurité : La fiche de données de sécurité est obligatoirement fournie par les fabricants, importateurs ou vendeurs de substances et préparations dangereuses. C’est la source d’information essentielle sur les produits chimiques dangereux à usage industriel. Associée à l’étude des paramètres propres aux postes de travail, elle doit permettre une bonne évaluation des risques et la mise en place de mesures de prévention au stockage, à l’emploi et à la manipulation. Notice technique : Elle peut contenir des données utiles à la protection des utilisateurs. 72 – Quelques règles générales pour le stockage : Si les prescriptions des textes réglementaires varient selon les produits, on peut toutefois dégager un certain nombre de conditions communes que le simple bon sens peut imposer dans tous les cas. Les règles de sécurité visent à gérer l’organisation en fonction du type de stockage et du type de produits et des quantités détenues. Les produits sont stockés en réservoirs fixes ou en conteneurs mobiles selon leurs quantités et leur utilisation. Stockage en réservoirs fixes (aériens ou enterrés) :  Conformité : les réservoirs renfermant des gaz sous pression doivent être conformes à la réglementation sur les appareils à pression de gaz (décret du 18 janvier 1943 modifié).  Résistance à la corrosion : le matériau constituant le réservoir ou la citerne doit être choisi pour résister à la corrosion par le produit qu’il contient.  Marquage : les citernes et réservoirs fixes doivent être identifiés à l’aide d’un panneau portant en caractères indélébiles l’indication en toutes lettres du produit stocké. Il est également conseillé de reporter, sur le réservoir, son volume et le symbole noir sur fond rouge orangé de l’étiquetage. Les canalisations qui partent du réservoir doivent aussi être identifiées par des couleurs ou symboles différents. Un affichage à proximité des réservoirs rappelle l’interdiction de fumer et d’utiliser les appareils produisant des flammes, des étincelles...  Contrôle de remplissage : chaque réservoir ou citerne doit posséder un indicateur permettant de contrôler facilement le niveau de remplissage.  Event : chaque réservoir ou citerne doit posséder un évent de section suffisante dont la sortie est dirigée vers l’intérieur de la zone de rétention dans une direction telle qu’il n’existe aucun danger pour les personnes.  Mise à la terre : tous les réservoirs ou citernes fixes doivent être reliés à la terre.  Cuvette de rétention : en cas de fuite du réservoir ou de la citerne, le liquide doit être retenu sur place par un dispositif faisant cuvette de rétention, en matériau résistant au produit stocké. Prévoir un point bas dans la cuvette de rétention afin de faciliter le pompage en cas de fuite et pour évacuer les eaux pluviales. Si des produits présentent un risque de réaction dangereuse en cas de mélange, les cuvettes de rétention doivent être séparées.  Protection des réservoirs : des matériaux ignifuges sont désormais acceptés pour la protection des réservoirs aériens de gaz combustibles liquéfiés. Pour ces mêmes stockages, mis sous talus, l’application, dans des conditions déterminées, d’un géomatériau, est maintenant reconnue comme assurant une protection mécanique et thermique équivalente à l’épaisseur de matériaux inertes préconisés par les textes en vigueur. Conteneurs mobiles : Le stockage en conteneurs mobiles décrit un ensemble de produits conditionnés en fûts, conteneurs divers, emballages rigides ou souples, entreposés sur une aire extérieure ou dans un local. Le déplacement des conteneurs mobiles est effectué à l’aide de dispositifs manuels ou motorisés.  Règles d’implantation :  Séparation des produits : les produits susceptibles de réagir violemment les uns avec les autres ne doivent pas être stockés au même endroit. On éloignera ainsi les produits combustibles des produits comburants, tels que l’oxygène ou les peroxydes.  Sol du stockage : le sol doit être imperméable, résistant aux produits chimiques et en légère pente vers un caniveau d’évacuation relié à une fosse de récupération ou une station de traitement.  Voies de circulation : les voies de circulation aménagées dans les entrepôts doivent être suffisamment larges pour que le stockage soit facilement accessible, que ce soit pour le dépotage des produits, les vérifications ou les interventions en cas de danger ou d’incendie.  Ventilation du site de stockage : si le stockage est réalisé en plein air, un auvent est conseillé pour l’abriter des intempéries et du soleil ; si le stockage est réalisé en local fermé, celui-ci doit être ventilé (on privilégiera un système de ventilation mécanique). M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 12 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Conformité électrique : l’équipement électrique, l’éclairage, les appareils électriques (y compris les appareils  de chauffage), les engins de manutention, utilisés dans un entrepôt de produits chimiques inflammables, doivent être conformes à la réglementation concernant les zones à risque d’incendie et d’explosion.  Marquage : un affichage de proximité des emballages rappelle l’interdiction de fumer et d’utiliser les appareils produisant des flammes, des étincelles, etc.  Mode de stockage  Stockage sans accessoire (gerbage) : La hauteur maximale de stockage doit être choisie de façon à éviter tout endommagement des récipients en cas de chute. Des accessoires spéciaux sont employés pour les conteneurs souples qui ne doivent pas être empilés les uns sur les autres.  Stockage en rayonnages : Les rayonnages utilisés pour le stockage en hauteur doivent être conçus et mis en place pour empêcher les chutes. Ils doivent aussi comporter des systèmes de protection contre les chariots de manutention. L’aire de stockage doit être facilement accessible aux véhicules de transport comme de secours. Elle doit être à l’écart de tout local de travail ou d’habitation (distances d’éloignement à respecter). Elle doit être organisée en zones de produits distincts, identifiables sans risque de confusion. Caractéristiques des aires de chargement et de déchargement des véhicules citernes :  Sol : Il doit résister aux charges des véhicules et aux produits chimiques et permettre, en cas de renversement accidentel, l’évacuation des produits liquides vers une fosse de rétention.  Balisage : La zone réservée au déchargement des produits doit être balisée et avoir des dimensions adaptées aux véhicules citernes.  Eclairage : La zone de sécurité doit être équipée d’un système d’éclairage électrique utilisable dans les zones à risque d’explosion.  Prise de terre : Les véhicules citernes doivent être reliés à une prise de terre au moment de l’opération de déchargement.  Point d’eau : Pour entraîner les produits liquides répandus vers une fosse de rétention, il est conseillé d’installer un point d’eau.  Douche de sécurité et lave-œil : Une douche de sécurité et un lave-œil permettent de secourir le personnel en cas d’éclaboussures par des produits corrosifs. Les circuits d’eau sont à protéger du gel.  Auvent : Il est recommandé d’installer un auvent pour permettre au personnel de travailler plus confortablement en cas d’intempéries.  Modes de déchargement : Il est conseillé d’opérer par gravité ou par pompage. Le déchargement sous pression d’air d’une citerne ou d’un réservoir contenant un liquide inflammable doit être interdit. Une signalisation indique que l’aire est une zone à risque d’incendie, qu’il est interdit de fumer et d’employer des appareils à flamme ou produisant des étincelles.  Procédures de déchargement : Une procédure est à élaborer pour préciser les rôles et les obligations respectifs du transporteur et du réceptionnaire de l’entreprise fixe, depuis l’arrivée du véhicule dans l’entreprise jusqu’à son départ. Cette procédure contient des informations sur le plan de circulation du véhicule dans l’entreprise, le mode opératoire, la protection individuelle et ce qu’il y a lieu de faire en cas d’incident. Prévoir le matériel ou l’installation permettant au transporteur de vider ses tuyauteries flexibles à la fin du déchargement. 73 – Moyens matériels de manutention et de stockage des lubrifiants : Box de stockage et de rétention Entonnoirs et couvercles Sur-fût Sur-fût de sécurité en polyéthylène haute résistance Ce box de stockage en intérieur ou extérieur peut accueillir deux fûts permettant une parfaite protection de 200 litres avec une rétention de 564 litres. D’une ergonomie très de l’environnement en cas de M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 13 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION étudiée, il est équipé de fermetures de sécurité. En cas de fuite des Adaptés aux fûts, ils évitent les fuite de produits dangereux. fûts, le liquide est visible au travers des parois et peut être vidangé éclaboussures lors du déversement d’un Etanche grâce à son couvercle par un orifice de drainage. Le COMBOX est transportable sur palettes liquide et permettent d’assurer une vissable, il peut stocker et ou sur fourches et peut être équipé avec des roulettes : le BOXROLL. couverture des fûts ouverts. transporter des déchets solides. Les plateformes de travail en rétention “WORK” permettent, grâce à un Plateformes de travail système de clipsage breveté WORKCLIP de créer des surfaces à la demande soit pour stocker des fûts, soit pour manipuler des petites quantités en toute sécurité pour l’environnement. Les “WORK” existent en 4 surfaces différentes modulables entre elles. La rampe d’accès mobile WORKRAMP assure un accès aisé à la surface de travail pour les chariots de transport de fûts. Station de stockage Palette de rétention STOCKAGES MOBILES Station de stockage fixe COMBASE pour séries de 2 fûts de 200 litres. La partie située à la base présente une rétention de 378 litres à l’aplomb des robinets distributeurs évitant ainsi la pollution au sol. Les racks 2 fûts COMPLAT permettent de Pour le transport facile sur les sites des fûts permanente de rétention. stocker plusieurs niveaux de Le CADDYCOOL, permet d’installer et de transporter sans effort un fût de 200 fûts, s’adaptent sur les litres. Un espace de prérétention en partie avant communique avec le volume palettes de rétention. total du CADDYCOOL et assure une rétention globale de 302 l. Le CADDYCOOL peut être équipé de roues tout terrain pour sol irréguliers (CADDYROLL) et d’une surrétention amovible de 4 litres (CADDYSUR). Le CADDYRET, avec une capacité de 246 litres élimine toute fuite pendant la ZI des Chanoux - 8 rue Henri Becquerel manutention des fûts. Muni dans sa partie avant d’un compartiment 93330 - Neuilly sur Marne d’accessoires, il est équipé de deux roues et de 2 ouvertures avec bouchons Tel: 01 43 00 20 01 - Fax: 01 43 00 99 11 de drainage. E-Mail : [email protected] Le CADDYSPOT assure le transport d’un fût de 200 l, sous un faible INTERNET: www.comimex.fr encombrement, avec une rétention de 72 litres, utile pour un dépannage en urgence en cas de fuite. VIII – ORGANISATION DU GRAISSAGE : En maintenance préventive, on doit :  Elaborer des fiches de graissage par matériel qui doivent définir : o Le matériel à maintenir (photos, dessins) et Les organes à lubrifier o Le type d’opération de lubrification et Les points de graissage et/ou de remplissage o La quantité de lubrifiant à remplir et la nature et les caractéristiques du lubrifiant à employer o La fréquence des opérations de lubrification et Le matériel à utiliser  Etablir un planning des visites La norme NF E 60-201 concerne les « LUBRIFIANTS POUR LE GRAISSAGE ET LA COMMANDE DES MACHINES- OUTILS » et précise les « FICHES D’INSTRUCTIONS DE LUBRIFICATION ET LE REPERAGE ». Ce plan de graissage doit prendre en compte les préconisations constructeur de la machine et du vécu de l’entreprise. L’établissement du plan de graissage peut être facilité par un module spécifique au sein de la GMAO. IX – MATERIEL DE GRAISSAGE : Les dispositifs automatiques de graissage et de lubrification peuvent être classés en 2 catégories : M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 14 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION  Individuels : graisseur automatique chargé pour 3, 6, 12 mois avec une lubrification journalier/ hebdomadaire.  Centralisés : à partir d’une centrale de graissage CIRCULATION D'HUILE : centrales de lubrification par circulation d'huile Ce ntrale de 600 litres pour lubrification et refroidissement Centrale de de paliers turboalternateur Centrale de 600 litres pour lubrification et refroidissement de 100 litres pour lubrification hydrodynamique couples roue et vis. de glissières de rectifieuses. SYSTEME CENTRALISÉ CYCLIQUE : doseurs volumétriques à fonctionnement cyclique, centrales, manuelles ou programmables. Centrale autonome avec temporisateur Doseurs à effet direct cyclique intégré Doseurs monoblocs à effet indirect. Exemple d'implantation Groupes homologués automobiles SYSTEME CENTRALISE PROGRESSIF : système progressif, à l'huile ou à la graisse, pour tout type d'industries, d'engins TP, de camions industriels et poids lourds. Centrale 10 litres Distributeurs montés sur unité d'usinage Schéma type M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 15 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Pompe manuelle a graisse Distributeurs à tiroirs à effet progressif SYSTEME CENTRALISE AIR HUILE : systèmes de lubrification des roulements de broche : système progressif, système cyclique, système statique Doseur système cyclique Schéma type système progressif Distributeurs à effet progressif sur unité d'usinage Schéma type système cyclique Centrale automobile REMPLISSAGE : installations automatiques programmables, fixes ou mobiles sur chariots, pour le remplissage de quantités présélectionnées. M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 16 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Stockage 6000 litres, réchauffage, 10 présélections, 70 litres/min. Stockage cubitainer 2 x 1000 litres, réchauffage, Circulation, présélections, 70 litres/min. SYSTEME POINT PAR POINT – ACCESSOIRES : graisseurs, compresseurs, burettes, huileurs, entonnoirs... Pompes manuelles ou Indicateurs de niveau, pneumatiques, pompes à leviers, droits ou coudés,... pistolet de graissage, Voyant circulaires, Pompes manuelles ou voyants spéciaux haute pneumatiques de transvasement, température,... Seringues, Huileurs comte gouttes, à Burettes, niveau constant,... Soufflettes pneumatiques, Graisseurs automatiques à ressort, à gaz Flexibles électromécaniques,... Graisseurs, agrafes et huileurs tous types,... SYSTEME CENTRALISE DOUBLE LIGNE : centrales multi lignes à pistons destinés à la lubrification à l'huile et à la graisse, pressions de 10 à 250 bars. Distributeurs double ligne Schéma type Centrale 21 départs, 250 bars, huile ou graisse, à commande mécanique. Centrale 12 départs, 50 bars, graisse. Centrale 12 départs, 10 bars, huile ARROSAGE MACHINES OUTILS : TRANSFERT : gamme de chariots, de 10 à 120 litres, pour le transport centrales d'arrosage d'huile de coupe pour des huiles à l'intérieur des ateliers, entre stockage et réservoir de centrale machines outils. hydraulique ou de lubrification. M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 17 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION TRANSVASEMENT : installations de transvasement / filtration huiles chargées. Pompes à membranes X – RECUPERATION DES HUILES USAGEES : 101 – Introduction : Comme la plupart des produits de consommation, les lubrifiants ont une durée de vie limitée. Les professionnels de l'automobile, les transporteurs, les industriels, les agriculteurs, les collectivités et aussi les particuliers se partagent entre 260 000 et 270 000 tonnes d'huiles usagées produites chaque année lors des opérations de vidange et d'entretien des véhicules. Les huiles usagées sont classées dans la catégorie des déchets dangereux. Face à la multiplicité et à la dispersion géographique des producteurs de ce déchet détenu en petites quantités unitaires, le législateur a, dès 1979, organisé la collecte et l'élimination des huiles usagées. Il a fixé les responsabilités des uns et des autres et décidé de la gratuité de la collecte pour le détenteur d'huiles usagées. La bonne gestion de cette filière répond au double enjeu :  de la préservation de l'environnement  des économies de matières premières ou d'énergie 102 – De quelles huiles s'agit-il ? Suivant les utilisations des lubrifiants neufs, on définit deux catégories d'huiles usagées :  les huiles noires : elles comprennent les huiles moteurs usagées et certaines huiles industrielles utilisées par exemple pour la trempe des métaux ou comme fluides caloporteurs.  les huiles claires : elles correspondent principalement à trois catégories d'huiles neuves (hydraulique, turbine, isolante). C'est le type de traitement que ces huiles doivent subir pour être réutilisées comme huile de base qui a conduit à cette classification. En effet, les huiles usagées noires, fortement dégradées et contaminées, doivent être raffinées à nouveau par un procédé complexe associant en général plusieurs étapes de distillation et un traitement de finition, alors que dans le cas des huiles claires, un simple traitement physique (centrifugation) peut être suffisant pour recycler les huiles M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 18 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION clarifiées dans des préparations lubrifiantes destinées à des utilisations peu contraignantes en termes de qualité, comme le décoffrage ou le démoulage. Ces huiles usagées ne doivent pas être confondues avec les huiles solubles usagées et autres fluides aqueux d'usinage, les huiles de friture, les mélanges eau / hydrocarbures pour lesquels les circuits de collecte et d'élimination sont complètement différents. 103 – Caractéristiques des huiles usagées : Les huiles usagées moteurs analysées à la sortie des carters contiennent un certain nombre de contaminants :  des suies, des résines  des métaux lourds  des acides organiques provenant de l'oxydation partielle de l'huile  du chlore provenant de certains additifs de lubrification  des composés aromatiques parmi lesquels des hydrocarbures polycycliques aromatiques (HAP)  des phénols  des phtalates Les huiles industrielles noires usagées sont elles aussi très dégradées et leur contamination se rapproche de celle des huiles moteurs. Les huiles de trempe par exemple se chargent pendant leur utilisation de goudrons et de résines suite à l'oxydation importante du lubrifiant. Enfin, les huiles industrielles claires usagées sont peu contaminées. En effet, l'eau et les particules sont en général les responsables de l'usure du lubrifiant. 104 – Pourquoi les huiles usagées sont-elles dangereuses pour l'environnement et la santé ? D'une manière générale, les huiles usagées sont peu biodégradables. Elles ont une densité plus faible que l'eau. C'est pourquoi 1 litre d'huile usagée peut couvrir une surface de 1000 m2 d'eau et réduire l'oxygénation de la faune et la flore du milieu. Les conséquences d'un rejet direct de l'huile usagée dans le milieu naturel sont évidentes. Par ailleurs, bien que son pouvoir calorifique puisse être estimé à environ 90% de celui du fuel lourd et fasse donc de l'huile un combustible intéressant, l'impact lié à sa combustion dans de mauvaises conditions peut être également important. La teneur en composés aromatiques peut entraîner pour des températures de combustion trop faibles la formation d'hydrocarbures polycycliques aromatiques dont le pouvoir cancérigène a été démontré. La présence de chlore peut entraîner la formation d’acide chlorhydrique qui sera dégagé en totalité dans l'atmosphère s'il n'y a pas de neutralisation des fumées. Par ailleurs, le chlore est susceptible de former avec les composés aromatiques une multitude de composés parmi lesquels des PCB et des dioxines (surtout en présence de phénols). La décomposition des phtalates à trop basse température conduit à la formation d'anhydride phtalique et d'HAP (éléments toxiques et mutagènes). 105 – Que faire des huiles usagées ? La solution la plus simple est de faire appel à un des ramasseurs agréés pour la collecte des huiles usagées dans votre département. Ces entreprises ont pour principale obligation de se déplacer chez vous dans un délai de quinze jours suivant votre appel dès lors que vous détenez un volume d'huiles usagées au moins égal à 600 litres. Les ramasseurs assurent une prestation d'enlèvement gratuite dans la mesure où les huiles usagées ne sont pas mélangées à d'autres déchets liquides tels que :  liquides de refroidissement  antigel  solvants chlorés ou non,  carburant  eaux souillées  huiles de friture  etc. En outre, les ramasseurs, soucieux de l'image de leur profession, ont engagé une démarche de certification. Ils sont pour la plupart adhérents du groupement national des ramasseurs d'huiles usagées, lui-même affilié au Conseil National des Professions de l'Automobile (CNPA). Enfin, beaucoup d'entre eux cherchent à développer leur palette de services proposés aux professionnels de l'automobile en collectant d'autres déchets industriels comme les pneus, batteries, solvants, etc. M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 19 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION On peut aussi les remettre à un éliminateur agréé. Cette solution peut se justifier si vous détenez fréquemment de grandes quantités d'huiles usagées (par exemple, plus de 20 m3) ; dans ce cas, vous pouvez contacter un éliminateur agréé afin d'organiser des livraisons directes d'huiles usagées de votre site jusqu'à celui de l'éliminateur. Les éliminateurs doivent avoir reçu un agrément quel que soit le type d'huile usagées éliminées. On peut aussi assurer soi-même l’élimination. Cette dernière possibilité est quasi exclusivement destinée aux industriels qui détiennent de grandes quantités d'huiles usagées et qui ont les moyens techniques d'en assurer l'élimination eux-mêmes, généralement par voie de valorisation matière. Cette solution est très contraignante car elle nécessite les autorisations préfectorales nécessaires et un agrément. A ce jour, seuls des constructeurs d'automobiles ont privilégié cette solution pour certaines de leurs unités de production et dans tous les cas pour des huiles usagées claires peu contaminées. 106 – Le suivi de la collecte et de l’élimination : L'ensemble du dispositif de collecte et d'élimination donne lieu à un suivi permanent du Ministère de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement, des DRIRE et de l'ADEME grâce à des statistiques mensuelles envoyées par les ramasseurs et les éliminateurs agréés. Ainsi, l'observatoire des huiles usagées mis en place au sein de l'ADEME mesure au plus près l'évolution du système de collecte et de l'élimination des huiles usagées. Les travaux développés par cet observatoire relèvent notamment que la collecte des huiles usagées noires a plus que doublé depuis 1986 avec plus de 80 % des huiles usagées moteurs émises chaque année qui sont récupérées. Cette performance est aussi liée au soutien économique dont bénéficie la filière. Une étude menée pour le compte de l'ADEME et à la demande du Ministère de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement a montré que les 2 principales voies d'élimination utilisées aujourd'hui en France (régénération et valorisation énergétique en cimenterie) avaient globalement une contribution favorable en termes d'impacts sur l'environnement. En 1998 les gisements de production d’huiles usagées étaient les suivants : M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 20 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION 107 – La collecte des huiles usagées :  58 ramasseurs agréés qui totalisent 287 agréments départementaux  Une collecte en progression avec plus de 247 000 tonnes d'huiles noires usagées collectées en 1999  Un taux de récupération des huiles usagées moteurs avoisinant les 81%.  Une collecte réalisée auprès d'une grande diversité de détenteurs EVOLUTION DE LA COLLECTE DES HUILES USAGEES EVOLUTION DE LA COLLECTE D'HUILES NOIRES USAGEES PAR CATEGORIE DE DETENTEUR REPARTITION PAR CATEGORIE DE DETENTEUR DES 247 700 TONNES D'HUILES USAGEES NOIRES COLLECTEES EN 1999 CAPACITES AGREEES POUR L'ELIMINATION DES HUILES USAGEES NOIRES (au 30/09/2000) Types d'éliminateurs Nombre d'installations Capacités annuelles agréées Régénérateurs 1 110 000 tonnes Cimenteries 21 233 720 tonnes Centres de traitement de déchets 7 35 600 tonnes industriels Chaufourneries 2 32 000 tonnes Total 30 411 320 tonnes REPARTITION DES CAPACITEES AGREES PAR TYPE D'ELIMINATEURS M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 21 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION APPROVISIONNEMENTS DES ELIMINATEURS D'HUILES USAGEES NOIRES SELON LE TYPE D'UTILISATION (en tonnes) TYPE D'UTILISATION 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Régénération 110 943 87 586 86 290 79 113 92 095 89 711 67 807 81 663 81 415 Valorisation énergétique 56 069 63979 107 218 118 262 121 726 136 753 165 111 156 770 162 145 TOTAL 167 012 151 565 193 508 197 375 213 821 226 464 232 918 238 433 243 560 EVOLUTION ANNUELLE DES APPROVISIONNEMENTS D'HUILES NOIRES USAGEES 108 – LES TEXTES REGLEMENTAIRES : Le dispositif de ramassage et d'élimination des huiles usagées est administré par le décret du 21 novembre 1979 modifié et les arrêtés du 21 janvier 1999. Les huiles usagées concernées par cette réglementation sont « les huiles minérales ou synthétiques, qui, inaptes après usage à l'emploi auquel elles étaient destinées comme huiles neuves, peuvent être réutilisées soit comme matière première en vue de recyclage ou de régénération, soit comme combustible industriel ; leur rejet dans le milieu naturel est interdit ». Conformément à l'article 23 de la loi n° 80-531 du 15 juillet 1980 relative aux économies d'énergie et à l'utilisation de la chaleur, l'utilisation industrielle comme combustible lorsque la qualité des huiles usagées le permet, ne peut être autorisée que dans les établissements agréés et lorsque les besoins des industries de régénération ont été préférentiellement satisfaits. La filière s'organise autour de 3 principaux acteurs qui ont un certain nombre d'obligations fixées par la réglementation mentionnée plus haut :  Les détenteurs : ce sont des personnes physiques ou morales qui accumulent dans leurs propres établissements des huiles usagées en raison de leurs activités professionnelles. Bien que les particuliers ne soient pas des détenteurs au sens de cette réglementation, ils doivent respecter l'interdiction générale de rejet des huiles usagées prévue dans le décret du 8 mars 1977 et acheminer leurs huiles dans des déchetteries et M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 22 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION autres points d'apport volontaire. Les détenteurs doivent recueillir les huiles usagées provenant de leurs installations et les stocker dans des conditions de séparation satisfaisantes, évitant notamment les mélanges avec l'eau ou tout autre déchet non huileux (solvants, liquides de refroidissement, etc.). Ils ont pour obligation : o soit de remettre leurs huiles usagées aux ramasseurs agréés o soit d'assurer eux-mêmes le transport de leurs huiles usagées pour les remettre aux entreprises qui collectent légalement dans un autre état membre de l'Union européenne ou pour les mettre directement à la disposition d'un éliminateur agréé en France ou autorisé dans un autre état membre de l'Union européenne o soit d'assurer eux-mêmes l'élimination des huiles usagées qu'ils produisent à condition d'être titulaire d'un agrément  Les ramasseurs (collecteurs) : ce sont des personnes physiques ou morales qui exercent l'activité de regroupement, de collecte ou de transport de lots d'huiles usagées issus de plus d'un détenteur. Afin d'assurer le ramassage exhaustif des huiles usagées, les préfets de département ont agréé un ou plusieurs ramasseurs, après avis d'une commission départementale d'agrément au sein de laquelle siège notamment l'ADEME. Les installations de stockage (dépôts) d'huiles usagées sont soumises à autorisation sous la rubrique 167A au titre de la réglementation sur les installations classées pour l'environnement. La capacité totale de stockage doit correspondre au minimum au 1/12 e de la collecte annuelle réalisée. Les agréments de ramassage sont délivrés pour une durée de cinq ans maximum ; une entreprise de ramassage peut à tout moment postuler à l'agrément de ramassage dans une zone donnée. Les ramasseurs agréés sont responsables de la collecte de toutes les huiles usagées produites dans la zone pour laquelle ils ont reçu l'agrément. Ils doivent procéder dans un délai de quinze jours à l'enlèvement de tout lot d'huiles usagées d'un volume supérieur à 600 litres qui leur est proposé. Chaque enlèvement doit faire l'objet d'un double échantillonnage contradictoire avant mélange avec tout autre lot en vue notamment de la détection des polychlorobiphényles(PCB). Un bon d'enlèvement doit être systématiquement remis au détenteur. Par mesure dérogatoire, il fait office de bordereau de suivi de déchet industriel. La prestation d'enlèvement est gratuite dans la mesure où les huiles usagées ne sont pas mélangées à d'autres déchets liquides.  Les éliminateurs : ce sont des personnes physiques ou morales qui exploitent une installation apte à traiter des huiles usagées et qui disposent d'un agrément à cet effet. Le terme d'éliminateur recouvre aussi bien la régénération des huiles que leur utilisation industrielle comme combustible. Les textes antérieurs au 21 mai 1997 stipulaient que l'agrément pour l'exercice de l'activité d'élimination d'huiles usagées était de la compétence du ministère de l'Environnement. Dans un souci de simplification, la procédure a été déconcentrée à l'échelle des préfets qui sont dorénavant seuls compétents. Les deux procédures, l'agrément délivré au titre de la loi de 1975 sur les déchets et l'autorisation délivrée au titre de la loi de 1976 sur les installations classées, ont donc été rapprochées. L'agrément comprend la capacité maximale annuelle de traitement. Il est délivré sans limitation de durée. L'éliminateur doit disposer d'une capacité de stockage équivalente au 1/12e de sa capacité agréée de traitement. Il remet systématiquement au ramasseur un bordereau de prise en charge ou d'acceptation du lot d'huiles usagées livré par le ramasseur. Il doit vérifier la nature et les caractéristiques des huiles usagées proposées avant leur acceptation, en analysant systématiquement la teneur en PCB et le pourcentage d'eau des huiles. Liste des textes réglementaires Directives européennes de référence : Directive n° 75-633/CEE du conseil des communautés européennes du 16 juin 1975 concernant l'élimination des huiles usagées modifiée par directive n° 87-101/CEE du 22 décembre 1986. Directive n° 91-689 du conseil des communautés européennes du 12 décembre 1991 relative aux déchets dangereux. Textes réglementaires français : Décret n°97-517 du 15 mai 1997 relatif à la classification des déchets dangereux. Collecte et élimination des huiles usagées Article 23 de la loi n° 80-531 du 15 juillet 1980 relative aux économies d'énergie et à l'utilisation de la chaleur Décret n° 79-981 du 21 novembre 1979 portant réglementation de la récupération des huiles usagées modifié par les décrets n°85-387 du 29 mars 1985, n°89-192 du 24 mars 1989 et n°89-648 du 31 août 1989 ; Article 44 du décret n°97-503 du 21 mai 1997 portant mesures de simplification administrative. Arrêté du 21 mai 1980 relatif à l'équipement et l'exploitation des installations thermiques consommant des huiles usagées ; Arrêtés du 28 janvier 1999 relatifs aux conditions de ramassage et d'élimination des huiles usagées ; Circulaire n°20/86 du 25 juin 1986 relative aux lots d'huiles usagées souillés de PCB ; M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 23 STRATEGIES DE MAINTENANCE BTS MS & MSEF M01_3 : GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Circulaire n°389 du 29 mars 1999 relative à l'arrêté du 28 janvier 1999 relatif aux conditions d'élimination et de ramassage des huiles usagées (contrôle d'admission des huiles usagées chez les éliminateurs). Interdiction de rejet des huiles usagées Décret du 8 mars 1977 relatif à la réglementation des huiles et lubrifiants dans les eaux superficielles, souterraines et de mer ; Décret du 21 septembre 1973 portant règlement général de police de la navigation intérieure Article 90 du règlement sanitaire départemental type relatif aux déversements ou dépôts de matières usées ou dangereuses en général  Normes 14 001, ATEX , Produits chimiques  ADR / BSD Consultation de la plupart de ces textes à l'adresse suivante : http://www.ineris.fr/aida/?q=node/2 M01_3 GRAISSAGE ET LUBRIFICATION Page 24