Viscosité - Cours de Mécanique industrielle avec Maxicours

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Viscosité

1. Introduction

La viscosité d'un lubrifiant est associée à sa résistance à l'écoulement.

On la mesure au moyen d'un viscosimètre qui permet de déterminer la viscosité cinématique.

La viscosité permet de connaître le temps que prend une quantité d'un lubrifiant à s'écouler dans un tube capillaire à toutes les températures dont les plus courantes sont 40°C et 100°C.

On retiendra que :

  • La viscosité est la propriété physique la plus importante d'un lubrifiant.
  • le temps d'écoulement d'un lubrifiant est plus court à 100°C qu'à 40°C.
  • Ce temps d'écoulement correspond à l'unité de mesure de la viscosité, exprimée en centistoke (cSt) selon une table de conversion.
  • Certains fabricants utilisent le système international comme unité de mesure, c'est-à-dire le millimètre carré par seconde (mm2/s) qui équivaut à 1 cSt.

Un lubrifiant dont la viscosité est bien appropriée permet :

  1. de réduire le frottement ;

  2. de limiter l'usure avec un maximum d'efficacité.

2. Norme ISO

La norme ISO (International Standard Organisation) de l'Organisation internationale de normalisation est une exigence mondiale.

On la trouve sous plusieurs numéros. A titre d'information, le numéro de la norme ISO concernant la viscosité des lubrifiants industriels est ISO-3448-1975.

La classification de la norme n'est vérifiée qu'à 40°C, à l'aide d'un viscosimètre.

Cet appareil est employé dans les laboratoires d'analyse d'huiles selon la méthode ASTM D 445 (American Society for Testing and Materials).

Le tableau de la figure suivante présente  les classes de la viscosité cinématique moyenne, minimale et maximale selon la norme ISO prescrite.

Classification de la viscosité cinématique selon la norme ISO :

Classe de viscosité 
selon la norme ISO
Viscosité cinématique mm2/s
à 40°C valeur moyenne
Limite de viscosité à 40°C (mm2/s)
min.
max.
ISO VG 2
ISO VG 3
ISO VG 5

ISO VG 7
ISO VG 10
ISO VG 15

ISO VG 22
ISO VG 32
ISO VG 46

ISO VG 68
ISO VG 100
ISO VG 150

ISO VG 220
ISO VG 320
ISO VG 460

ISO VG 680
ISO VG 1 000
ISO VG 1 500
2,2
3,2
4,6

6,8
10
15

22
32
46

68
100
150

220
320
460

680
1 000
1 500
1,98
2,88
4,14

6,12
9,00
13,5

19,8
28,8
41,4

61,2
90,0
135

198
288
414

612
900
1 350
2,42
3,52
5,06

7,48
11,0
16,5

24,2
35,2
50,6

74,8
110
165

242
352
506

748
1 100
1 650

Source : SKF

Remarquez la valeur moyenne qui correspond au numéro de la norme.

Par exemple, pour que le lubrifiant soit classifié ISO VG 220, il faut que sa viscosité cinématique se situe entre 198 et 242 cSt (valeur minimale et maximale) à 40°C ; sinon le lubrifiant est rejeté.

Tous les fabricants d'huile adoptent la norme ISO pour classifier la viscosité d'un lubrifiant.

Dans les fiches techniques des compagnies pétrolières, la classification de la viscosité cinématique est également appelée grade de viscosité ISO.

  • Un grade de viscosité élevé correspond à un temps d'écoulement très long
  • Un grade de viscosité bas, à un temps d'écoulement très court.
  • plus le chiffre est élevé (par exemple : ISO VG 1 500), plus le lubrifiant est épais;
  • lorsque le chiffre est bas (par exemple : ISO VG 2), le lubrifiant est fluide comme de l'eau.
3. Indice de viscosité

L'indice de viscosité se définit comme étant le taux de changement de la viscosité par rapport à la  température:

Plus l'indice de viscosité (VI) est élevé, moins la viscosité à tendance à changer.

L'importance de cette variation dépend de l'origine du pétrole brut et du raffinage.

La figure suivante présente un graphique de l'indice de viscosité.

Indice de viscosité (VI) :

 

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