Comprendre l'analyse de l'huile (tribologie)

1. Définition : Qu’est-ce que l’analyse d’huile ?

Analyse d'huile (également appelée tribologie) est une technique proactive de maintenance et de surveillance de l'état des lubrifiants qui implique l'analyse en laboratoire des propriétés d'un lubrifiant, des contaminants en suspension et des débris d'usure. Un petit échantillon d'huile est prélevé sur une machine et envoyé à un laboratoire, qui effectue une série de tests afin d'établir un rapport détaillé sur l'état de l'huile et de la machine qu'elle lubrifie.

Le principe est que l'huile est l'élément vital de la machine. Tout comme une analyse sanguine peut révéler de nombreux éléments sur la santé humaine, un rapport d'analyse d'huile peut alerter très tôt sur l'apparition de défaillances mécaniques et de problèmes de contamination.

L’analyse de l’huile est très complémentaire à analyse des vibrations; chaque technologie peut souvent confirmer les résultats de l’autre et détecter des problèmes que l’autre pourrait manquer.

2. Les trois piliers de l'analyse pétrolière

Un rapport d’analyse d’huile complet se concentre généralement sur trois domaines clés :

a) Propriétés des fluides (santé de l'huile)

Cette partie de l'analyse évalue l'état du lubrifiant lui-même afin de déterminer s'il est toujours apte au service. Les principaux tests comprennent :

• Viscosité: Propriété la plus importante d'un lubrifiant. Une variation de viscosité peut indiquer une dégradation de l'huile, une contamination par une huile inadaptée ou une dilution du carburant.
• Indice d'acide (AN) / Indice de base (BN) : L'AN mesure le niveau de sous-produits acides de l'oxydation. Le BN mesure la réserve d'alcalinité des huiles moteur, nécessaire à la neutralisation des acides. Ces tests déterminent la durée de vie restante de l'huile.
• Oxydation et nitration : Mesure la dégradation chimique de l’huile due à l’exposition à la chaleur et à l’air.

b) Contamination (analyse des contaminants)

Cette section identifie la présence de contaminants nocifs qui peuvent accélérer l’usure et dégrader l’huile.

• Nombre de particules : Mesure la propreté globale de l'huile selon la norme ISO 4406. Un nombre élevé de particules est une cause majeure d'usure par abrasion.
• Teneur en eau : L'eau est un contaminant hautement destructeur qui favorise la rouille, la corrosion et la dégradation de l'huile. Sa concentration est souvent mesurée en parties par million (PPM).
• Silicium (saleté) : La présence de silicium est un indicateur clair de pénétration de saleté ou de sable, souvent due à un joint qui fuit ou à une mauvaise filtration de l'air.

– Liquide de refroidissement/glycol : La présence d’éléments comme le sodium et le potassium peut indiquer une fuite de liquide de refroidissement dans l’huile, ce qui est une condition très grave.

c) Analyse des débris d'usure (santé de la machine)

Il s'agit de la partie la plus puissante de l'analyse de maintenance prédictive. Elle consiste à identifier et à quantifier les particules métalliques microscopiques qui se sont détachées des composants internes des machines.

• Spectroscopie élémentaire (ICP ou XRF) : Ce test mesure la concentration (en ppm) de divers éléments métalliques. Chaque élément correspond à un composant spécifique. Par exemple :
  • Fer (Fe) : Indique l’usure des engrenages, des arbres ou des boîtiers.
  • Cuivre (Cu) : Indique l'usure des cages en bronze, des bagues ou des refroidisseurs en laiton.
  • Chrome (Cr) : Indique l'usure des segments de piston ou des roulements à éléments roulants.
  • Plomb (Pb) et étain (Sn) : Indique l'usure des paliers lisses.

En suivant les tendances des niveaux de ces métaux d'usure au fil du temps, une augmentation soudaine peut fournir un avertissement très précoce d'un composant commençant à tomber en panne, souvent bien avant qu'il ne devienne détectable par d'autres moyens.

4. L'importance d'un échantillonnage approprié

L'intérêt d'une analyse d'huile repose entièrement sur l'obtention d'un échantillon propre et représentatif. Les échantillons doivent être prélevés sur une conduite d'huile sous tension, pendant le fonctionnement de la machine, en amont des filtres. Cela garantit que l'échantillon reflète l'état réel de l'huile circulant dans la machine.

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