Fiche de révision : Lubrification et huiles moteur

📋 Plan du Cours

1. Rôle et principes de la lubrification
2. Principes de graissage moteur
3. Composants du circuit de lubrification
4. Huiles moteur et propriétés
5. Classifications des huiles moteur
6. Préconisations et normes constructeurs
7. Recyclage des vapeurs d’huile
8. Collecte et traitement des huiles usagées

📖 1. Rôle et principes de la lubrification

★ À maîtriser

📐 Formule - Le coefficient de frottement est le rapport entre la force parallèle au plan de contact et le poids de la pièce : $\mu = \frac{F}{P}$.

• Plus le coefficient de frottement μ est élevé, plus le déplacement de la pièce est difficile.

• Un frottement élevé entraîne : une perte d’énergie, un échauffement avec risque de grippage et d’arrachement de matière, de l’usure, des limailles, des déformations, une perte des propriétés de traitement

• L’huile moteur lubrifie, nettoie et refroidit les pièces mobiles, réduit leur usure, aide à contrôler leur température et participe à l’étanchéité entre pistons et cylindres grâce aux segments.

Compléments

• Le frottement peut être diminué par : le choix de matériaux antifriction comme le bronze, le laiton ou le téflon, l’amélioration des états de surface par rectification, polissage ou chromage, le graissage par interposition d’un corps gras entre deux éléments

• Le circuit de lubrification est fermé, mais une consommation d’huile est tolérée selon les moteurs et des fuites limitées peuvent être constatées ; une fuite trop importante entraîne un refus au contrôle technique.

💡 Astuce mémo

Frottement élevé → énergie perdue, échauffement et usure

📖 2. Principes de graissage moteur

★ À maîtriser

• Le graissage par pression met l’huile sous pression et l’envoie directement sur les paliers à lubrifier.

• Le graissage par projection utilise l’huile sous pression qui s’échappe des manetons et tourillons, puis la projette sur les parois des chemises pour lubrifier l’interface entre pistons et chemises.

• Dans le graissage par barbotage, les pièces en mouvement plongent alternativement dans le lubrifiant et le projettent à l’intérieur du bloc.

Compléments

• Le graissage par barbotage est le principe le plus simple et le plus économique à construire et lubrifie les mécanismes partiellement immergés, notamment ceux des boîtes de vitesses et des différentiels.

📖 3. Composants du circuit de lubrification

🔑 Notions clés & Définitions

• Carter inférieur : Situé au point le plus bas du moteur, il recueille l’huile après son circuit de lubrification et peut être en tôle ou en alliage d’aluminium.
• Manocontact : Interrupteur électrique actionné par la pression de l’huile.

★ À maîtriser

• La pompe à huile est entraînée par le vilebrequin, par engrenage ou par chaîne, et un clapet limiteur régule la pression de sortie en rejetant l’excès d’huile dans le carter.

• Le filtre retient les impuretés supérieures à 10 μm, soit 0,01 mm, et doit être changé à chaque vidange.

📌 Lorsque le colmatage du filtre rend la pression d’entrée trop importante, le clapet by-pass s’ouvre et permet à l’huile non filtrée de circuler.

• Après le filtre, l’huile passe par la rampe principale vers les paliers du vilebrequin, les manetons et parfois le pied de bielle ; elle lubrifie aussi l’axe du piston et arrose le fond du piston pour le refroidir.

• La vidange est généralement périodique selon le temps, souvent 1 an, et selon un intervalle de distance variable, par exemple entre 15 000 et 30 000 km ; certains véhicules tiennent aussi compte de la quantité de carburant consommée.

Compléments

• La crépine est un tamis qui filtre grossièrement l’huile aspirée dans le carter et la relie à la pompe par un tube.

• Les surpressions d’huile peuvent survenir en cas de surrégime ou lorsque la viscosité de l’huile est trop importante.

• Dans le haut moteur, l’huile lubrifie :

  • les mécanismes de commande des soupapes
  • la pompe à dépression
  • les paliers du turbocompresseur
  • les déphaseurs de distribution

• Certains moteurs sont équipés d’échangeurs avec le liquide de refroidissement, qui réchauffent l’huile ou abaissent sa température pour éviter la surchauffe.

• Le témoin d’huile signale un défaut de pression dans la rampe principale et s’allume lorsque la pression n’atteint pas un certain seuil, notamment lorsque le moteur est à l’arrêt.

• Après une vidange, le technicien réinitialise le compteur d’entretien, généralement par une procédure ou une action avec l’outil de diagnostic, et complète le livret papier d’entretien du véhicule.

📖 4. Huiles moteur et propriétés

🔑 Notions clés & Définitions

• Viscosité : Résistance de l’huile à l’écoulement ; l’huile doit être assez épaisse pour lubrifier les éléments et assez fluide pour circuler dans les canaux et espaces restreints.

★ À maîtriser

• Les trois types de lubrifiants sont :

  • les huiles minérales à base de pétrole
  • les huiles synthétiques issues de la chimie
  • les huiles semi-synthétiques composées d’huile minérale et synthétique

• Les caractéristiques d’une huile comprennent la viscosité, l’onctuosité, la stabilité, le point d’éclair, le point de congélation et la détergence.

Compléments

• La température ambiante affecte la viscosité de l’huile, qui doit pouvoir s’écouler efficacement même par temps froid.

• Les huiles moteur peuvent être à base de pétrole ou synthétiques non pétrolières, et elles sont généralement constituées de mélanges de produits chimiques, notamment d’hydrocarbures, de polyoléfines internes et de polyalphaoléfines.

• Les huiles moteur doivent résister à la chaleur, drainer les déchets jusqu’au carter et au filtre et être peu polluantes.

📖 5. Classifications des huiles moteur

★ À maîtriser

• La norme SAE classe les huiles selon leur viscosité ; SAE signifie Society of Automotive Engineers.

📌 Une huile SAE monograde, telle que SAE 30, SAE 40 ou SAE 50, est une huile d’été, tandis qu’une huile multigrade, telle que SAE 5W 50, SAE 15W 40 ou SAE 20W 50, est une huile toutes saisons.

• Dans la désignation d’une huile multigrade, le premier chiffre indique l’indice de viscosité à froid, le second celui à chaud et W signifie winter, c’est-à-dire hiver.

📌 Dans la norme API, les classes pour moteurs à essence commencent par S, celles pour moteurs diesel par C, et la seconde lettre correspond à l’âge et à la technicité du moteur.

• La norme ACEA distingue les huiles pour moteurs essence et diesel et comporte une catégorie spécifique pour répondre aux normes antipollution des moteurs diesel récents.

Compléments

• Pour la norme API, API signifie American Petroleum Institute et la classification porte sur la qualité des huiles.

• Les exemples de classes API cités sont SJ pour les moteurs essence des années 2000, SL pour une meilleure résistance aux hautes températures et SM pour une meilleure résistance à l’oxydation et aux dépôts ainsi que de meilleures performances à basse température ; pour le diesel, CG concerne des moteurs des années 1990, CH des moteurs des années 2000 à partir de 1998, CI des moteurs à partir de 2002 répondant à des normes antipollution plus poussées, et CJ des moteurs à partir de 2006 pouvant notamment être équipés d’un FAP et d’un catalyseur d’oxydation.

• Dans la classification ACEA, les huiles essence de tourisme sont classées A1 à A5, les diesels de tourisme B1 à B5 et les huiles spécifiques pour catalyseur trois voies et FAP C1 à C4.

• Dans la norme ACEA, A1 et B1 désignent l’entrée de gamme, A2 et B2 le milieu de gamme, A3 et B3 le haut de gamme, A4 et B4 des huiles de haut niveau ou de haute qualité pour moteurs à injection directe, et A5 et B5 des huiles de très haute qualité permettant d’espacer les vidanges ; B5 est indiqué comme équivalent de C1.

• Dans la norme ACEA, C1 est une huile de grande qualité équivalente à B5 et destinée principalement à Ford, C2 est destinée en grande partie à PSA, C3 à DaimlerChrysler, Renault et aux constructeurs allemands, et C4 notamment à Renault.

💡 Astuce mémo

SAE classe la viscosité, tandis que l’API et l’ACEA classent la qualité

📖 6. Préconisations et normes constructeurs

★ À maîtriser

• Chaque constructeur préconise une marque et des grades d’huile et crée une norme spécifique pour chacun de ses moteurs, comme VW 505.01 ou PEUGEOT PSA B71 2290.

• Pour choisir une huile, il faut comparer sa viscosité et ses normes, indiquées sur l’emballage, avec les préconisations du constructeur disponibles dans le carnet d’entretien ou sur des sites d’aide à l’entretien.

Compléments

📌 Une erreur dans le choix de l’huile peut avoir de graves conséquences pour le moteur et ses accessoires et annuler la garantie constructeur.

📖 7. Recyclage des vapeurs d’huile

📝 Points essentiels

📌 Les réglementations antipollution imposent de ne pas envoyer les vapeurs d’huile dans l’atmosphère et conduisent à équiper les moteurs d’un système de réaspiration.

• Dans le système représenté, les vapeurs d’huile sont collectées par le conduit B jusqu’au décanteur C, l’huile redevenue liquide retourne au carter inférieur par la conduite D et les vapeurs restantes sont aspirées par la pipe d’admission A puis brûlées dans le moteur.

💡 Astuce mémo

B collecte, C décante, D retourne l’huile et A aspire les vapeurs

📖 8. Collecte et traitement des huiles usagées

★ À maîtriser

• En France, l’huile usagée est un déchet dangereux composé notamment de métaux lourds, d’acides organiques ou d’hydrocarbures, et sa production dépasse 220 000 tonnes par an.

• Les huiles usagées peuvent être recyclées par incinération pour récupérer de l’énergie ou par régénération pour produire un nouveau lubrifiant.

• Un litre d’huile usagée pollue 1 000 m3 d’eau.

Compléments

📌 Les professionnels doivent stocker les huiles usagées et les filtres dans des barils scellés et correctement répertoriés, ensuite acheminés vers des centres de collecte pour analyse.

📌 Les particuliers qui réalisent eux-mêmes leur vidange doivent placer l’huile usagée dans un récipient hermétique et la confier à un centre auto, un garage ou une déchetterie agréée.

• Plus de 90 % des huiles usagées en France sont recyclées chaque année et peuvent ainsi être régénérées.

📌 Le rejet d’huile de vidange moteur dans la nature est interdit et puni par une amende pouvant atteindre 18 000 €.

💡 Astuce mémo

Incinérer récupère l’énergie, régénérer produit un nouveau lubrifiant

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des classifications d’huile