Burettes et graisseurs : 1=à niveau, 2=à mèche, 3=à couvercle, 4=à compte gouttes

Il existe une multitude de réservoirs mobiles ou burettes pour l’approvisionnement en lubrifiant et également d’éléments, fixés sur les organes mécaniques, qui sont chargés de distribuer le fluide.

Par suite de la consistance de la graisse, on est amené à exercer une pression pour l’obliger à s’écouler et à s’interposer entre les surfaces en contact. La graisse est utilisée de préférence pour les mécanismes exposés aux intempéries, où elle assure une protection contre les poussières ou/et lorsque la chaleur assure une fusion partielle, et également lorsqu’il est difficile d’effectuer des graissages fréquents.

Depuis quelques années apparaissent des lubrifiants d'une nouvelle génération à base de nano particules, et augmentant sensiblement les performances, pouvant aller jusqu'à une diminution de 20% du coefficient de frottement, et une diminution de 55% de l'usure des pièces. Et la recherche n'est pas terminée, laissant présager une nette amélioration de la longévité des pièces d'usure, et un meilleur rendement des moteurs.

Eau de savon, de couleur blanche, ce fluide est réalisé en mélangeant à l’eau, qui sert de réfrigérant, 5 à 10% d’huile soluble qui sert de lubrifiant. Cette huile soluble est un mélange d’huile minérale, d’un agent d’émulsion qui assure la stabilité huile eau, et un agent désinfectant (phénol) pour protéger l’ouvrier des allergies à l’huile (boutons). L’emploi de l’huile soluble est suffisant lorsque la pression copeau outil n’est pas trop forte (tournage, fraisage, sciage, perçage).

La graisse est le lubrifiant le plus commode et le plus utilisé, il faut la choisir dans tous les cas où elle est possible.

La graisse protège mieux contre la corrosion que l'huile car elle reste en place. Outre ses qualités lubrifiantes, elle rend les roulements plus ou moins étanches et les protège contre l'entrée de produits contaminants sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des joints ou des soufflets ; c'est toutefois une « arme à double tranchant » car en cas de contamination, comme la graisse ne circule pas, les contaminants sont maintenus à l'intérieur du roulement et peuvent y exercer leurs nuisances. Dans certains cas, les graisses peuvent aussi attirer et capter des produits indésirables comme la vapeur d'eau qui, en se condensant, peut avoir un effet particulièrement néfaste.

Avec de la graisse, il n'est pas nécessaire d'entretenir un niveau constant et le renouvellement du lubrifiant est moins fréquent que dans le cas d'une lubrification à l'huile. Certains roulements sont d'ailleurs « graissés à vie ».

Il est nécessaire de consulter les fiches techniques des fournisseurs pour choisir la formulation la mieux adaptée à tel ou tel usage. Les caractéristiques des graisses diffèrent en effet d'un fabricant à l'autre, elles dépendent principalement de celles des huiles de base qui peuvent être minérales ou synthétiques (huiles diester, silicone ou fluorocarbone, par exemple). En général, les graisses avec une huile peu visqueuse sont adaptées aux applications à basse température et haute vitesse, tandis que les graisses avec une huile de base à haute viscosité sont adaptées aux applications à forte charge. Jusqu'à 160°C, des graisses avec bentonite et huile minérale conviennent ; au-delà, on fait appel aux graisses synthétiques et aux silicones.

Les épaississants les plus utilisés sont des savons métalliques au lithium, au sodium, et au calcium. On trouve aussi des épaississants non organiques comme le gel de silicium, la bentonite et des épaississants organiques tels que les poly urées et le carbone fluoré. Les graisses au savon de sodium résistent très peu à l'eau, alors que les graisses avec épaississant non métallique tel que les poly urées ou la bentonite sont idéales pour des températures de fonctionnement plus fortes.

La consistance des graisses est déterminée par la proportion d'épaississant présent dans la graisse et par la viscosité de l'huile de base. Pour les roulements, on utilise le plus souvent des grades 0, 1, 2, 3 définis par le NLGI (National Lubricating Gréasse Institutes). Plus le grade est élevé, plus la consistance est forte, ce qui correspond grosso modo à divers types d'applications :

Les graisses au lithium sont celles que l'on recommande le plus généralement pour la lubrification des roulements. De nouvelles familles de constituants à base de lithium ont été récemment mises sur le marché, dans les graisses Shell Retinax LX par exemple, en vue d'améliorer à la fois la résistance aux températures élevées, la protection des surfaces contre la corrosion en milieu humide et les effets des vibrations. On les recommande pour de nombreux usages, en particulier pour la lubrification des roulements des roues de poids lourds.

Les graisses ayant des huiles de base ou des épaississants de natures ou de marques différentes ne devraient pas, en principe, être mélangées.

Les additifs antifatigue jouent un rôle essentiel, ils sont surtout bénéfiques dans les roulements lubrifiés à vie par la graisse, comme ceux des roues d'automobile pour lesquels la durée de vie est atteinte normalement par fatigue.

Les graisses sont généralement considérées comme des isolants électriques, ce qui constitue un défaut lorsque les roulements sont susceptibles d'être traversés par des courants électriques. Les équipements concernés sont par exemple les moteurs électriques, les convoyeurs, les photocopieurs, les machines de papeterie, les installations d'étirage de films plastiques, etc. Il peut en résulter divers phénomènes de cratérisation et d'ondulation des surfaces décrits dans le chapitre consacré à l'endommagement des roulements. Diverses sociétés comme Kluber proposent des graisses conductrices pour lutter contre ces phénomènes très destructeurs.

Au niveau du logement des roulements, il faut prévoir un espace suffisamment important pour recevoir l'excès de graisse éjecté lors de la rotation. Normalement, cet espace devrait être rempli par la graisse dans une proportion de 30 à 50 %. Un remplissage trop important provoque le malaxage de la graisse excédentaire, donc des pertes d'énergie importantes et, si la vitesse de rotation est grande, un échauffement préjudiciable à la longévité du roulement. Une bonne lubrification exige par ailleurs que la graisse excédentaire soit retenue au voisinage du roulement et non évacuée dans les autres parties du mécanisme.

Les premiers instants de fonctionnement des roulements sont souvent critiques. Des dégradations très importantes peuvent en effet se produire si la lubrification n'est pas convenablement assurée dès l'origine.

Pour un roulement de petite taille (roulement de roue de voiture par exemple,

La graisse peut être apportée de diverses manières :

Trop de graisse freine la rotation, provoque un échauffement anormal et des glissements entre les billes et les bagues qui peuvent détériorer leur état de surface. Il ne faut pas remplir plus de la moitié de l'espace libre ; pour les gros roulements, on fait couler un peu d'huile minérale avant de mettre la graisse pour assurer la lubrification dès la première mise en mouvement des pièces.

Il est important, lorsque l'on réalise des introductions périodiques de graisse, qu'il subsiste de l'espace pour recevoir la graisse usée et que la graisse neuve soit toujours la même.

D'une manière générale, la lubrification à la graisse n'est pas recommandée dans le cas de vitesses de rotation très élevées ou si les roulements doivent fonctionner à haute température. L'huile convient alors beaucoup mieux.

L'huile a l'avantage de pouvoir circuler, ce qui favorise l'élimination des calories et surtout des débris d'usure. Cependant, elle donne souvent un échauffement plus fort que la graisse car il est difficile de limiter la quantité de fluide qui participe effectivement à la lubrification. Il faut aussi veiller à ce qu'elle soit convenablement filtrée, faute de quoi elle peut introduire des substances polluantes dans les roulements.

L'huile qui lubrifie les roulements sert aussi très souvent pour d'autres organes enfermés dans le même carter, comme par exemple les engrenages des réducteurs de vitesse. Les paliers indépendants lubrifiés à l'huile sont plus onéreux que ceux qui sont graissés car ils doivent être dotés d'un système d'étanchéité approprié. Généralement, la mise en œuvre et la maintenance d'une lubrification à l'huile sont plus coûteuses que celles d'une lubrification à la graisse.

L'huile ne protège pas autant que la graisse contre l'oxydation, surtout si les roulements sont à l'arrêt. Elle doit posséder des propriétés antirouille et extrême pression, et ne doit ni s'émulsionner ni être miscible avec l'eau.

La plupart des huiles pour roulements sont à base de produits minéraux ou synthétiques. Les premiers sont tirés du pétrole et peuvent contenir diverses impuretés susceptibles d'influencer la tenue en service, les seconds sont en principe beaucoup plus purs et on peut les concevoir spécialement pour certaines applications, par exemple pour un fonctionnement à température élevée. Dans pratiquement tous les cas, il faut ajouter divers additifs pour améliorer les propriétés.

La viscosité doit être choisie avec soin car l'huile doit circuler dans les roulements. Il faut qu'elle soit assez élevée pour faciliter la formation de films d'huile mais pas trop pour que l'écoulement soit facile et, le cas échéant, pour que les calories soient convenablement évacuées. Cette dernière propriété fait que dans la plupart des cas l'huile sera préférée à la graisse pour les applications à température élevée. La viscosité doit être d'autant plus faible que la vitesse de rotation est plus grande et d'autant plus forte que la température d'utilisation est plus élevée.

Des huiles du genre SAE 10 avec divers additifs conviennent pour les températures ordinaires, les produits synthétiques couvrent une gamme plus large de -50 à 200°C. Au-delà de 260°C le craquage des huiles synthétiques les fait abandonner au profit des lubrifiants solides ou de l'éther poly phényle.

L'huile peut être apportée de diverses manières :

La lubrification brouillard d'huile est théoriquement la solution idéale pour les roulements tournant à grande vitesse, car elle donne les coefficients de frottement les plus bas en raison des faibles doses de produit introduites dans le roulement. En effet, dès que la quantité de lubrifiant introduit dans un roulement excède le strict nécessaire pour éviter le grippage, il se produit une mise en mouvement inutile de fluide et donc des pertes d'énergie.

Des pulvérisateurs spéciaux alimentés en air comprimé fournissent de l'air huilé à raison de 2 à 5 g/m³ qui, en traversant les roulements, garantit la formation et le maintien d'épi lames résistantes à la surface des pièces tout en minimisant les frottements internes. On obtient par la même occasion un bon refroidissement et, grâce à la surpression, une protection efficace contre l'entrée de poussières abrasives ou de gaz nocifs. Cette solution relativement compliquée est intéressante pour des applications particulières et presque toujours fixes comme les machines-outils, les broches de rectifieuses, les concasseurs, les broyeurs, les paliers de fours rotatifs ou de laminoirs, etc. Naturellement, il faut prévoir une installation de traitement de l'air qui sort des organes à lubrifier afin que l'huile non utilisée ne soit pas dispersée dans l'atmosphère, ce qui serait nuisible à la propreté de l'atelier et surtout aux personnes qui seraient amenées à respirer le brouillard résiduel.

Dans la mesure où l'huile est capable d'entraîner les débris d'usure, il faut éviter que ceux-ci soient introduits à nouveau dans les roulements. Une épuration est donc indispensable, elle peut se faire par décantation ou mieux par filtrage.

L'huile étant mobile, contrairement à la graisse, elle ne peut jamais assurer l'étanchéité par elle-même. Il faudra donc presque toujours prévoir des joints, des soufflets ou tous autres dispositifs capables d'empêcher à la fois la sortie intempestive du lubrifiant et l'introduction de corps étrangers. À cet égard, il faut se méfier de certains roulements, en particulier des roulements à rouleaux coniques, qui peuvent constituer de très efficaces pompes centrifuges et engendrer facilement l'apparition de pressions très importantes capables de provoquer des fuites et/ou d'endommager les joints d'étanchéité.

La lubrification à sec concerne essentiellement les satellites et les sondes spatiales, mais aussi certaines applications sous vide ou à haute température. L'efficacité des lubrifiants solides est conditionnée par la stabilité du film de transfert.

Au début, on a utilisé du bisulfure de molybdène déposé par brunissage, des dépôts d'or ou d'argent mais les résultats n'ont pas été très convaincants. Des dépôts de plomb de 0,1 µm se sont montrés assez fiables. Des cages autolubrifiantes permettent d'établir un film de transfert indirect et sont généralement constituées de composites à base de fibres de verre chargés de PTFE ou de bisulfure de molybdène, elles sont utilisables de -185 à 300°C. Des matériaux composites MoS₂/Cobalt/Argent, MoS₂/Tantale/Fer, MoS₂/Tantale/Molybdène ont été développés par Boeing et ont donné des résultats moyennement encourageants.

Toutes les solutions intéressantes passent aujourd'hui par le bisulfure de molybdène.

Le fonctionnement sans lubrification est envisageable dans certains cas avec des roulements réalisés dans des matériaux appropriés, comme certains polymères (AIGUS).

En mécanique, une graisse est un produit pâteux plus ou moins consistant utilisé comme lubrifiant. Les graisses forment une pellicule qui diminue le frottement et favorise le glissement.

Graisse au Cuivre

Graisse d’aluminium

Graisse silicone

Graisse de marine

Graisse graphitée

Graisse téflonisée

Graisse contact alimentaire

Vaseline

Graisses de laboratoire. Gauche - Graisse fluoroéther Krytox; Droite - graisse silicone Dow Corning.

La vaseline est la substance utilisée généralement pour lubrifier les cols de récipients de verrerie de laboratoire.
Cependant, dans les laboratoires de biologie moléculaire, des types de graisse particuliers doivent être employés pour les joints d'étanchéité afin d'éviter toute contamination des expériences en cours.

Comme tout équipement chimique d'une montage, les réfrigérants sont des verreries rodées et il est souvent nécessaire de déposer une fine pellicule de graisse (vaseline) pour encastrer les différents éléments entre eux. Cependant l'utilisation de manchons en Téflon permet de sortir le milieu réactionnel du réacteur sans entraîner la graisse.

Graisse à traire

Pour aider le Titanic à "glisser" dans l'eau lors de son lancement, 22 tonnes de suif, d'huiles de vidange, de graisse et de savon furent étalés sur 2 cm le long des cales.

Un frottement fluide est une force de frottement qui s'exerce sur un objet qui se déplace dans un fluide ; elle dépend de la vitesse relative de l'objet et du fluide. L'exemple typique est celui d'une bille qui tombe dans un liquide visqueux : plus elle va vite, plus la force de frottement fluide qui s'exerce sur elle est importante, jusqu'à ce que soit atteint un régime d'équilibre où la force de frottement compense exactement la force de gravitation : la vitesse de la bille devient alors constante (cf. Loi de Stokes).

Les frottements fluides se produisent dans un grand nombre de contextes, mais il arrive qu'en fonction de l'importance relative des diverses forces en présence, l'influence du frottement fluide soit considérée comme négligeable. Comme toutes les forces de frottement, cette force dépend fortement de la géométrie de l'objet considéré, de sa surface... La science qui étudie les frottements s'appelle la tribologie.

Étudions l'exemple cité plus haut de la bille qu'on lâche dans un liquide. Soit une bille de masse m. La force de frottement fluide qui s'exerce sur elle est de la forme où K représente le coefficient de résistance de l'objet (la bille) dans le liquide en question. K dépend de la forme de l'objet (en l'occurrence pour la bille de son diamètre), de la viscosité du fluide et de la facilité qu'à la matière constituant l'objet de pénétrer le liquide.

Principe Fondamental de la Dynamique :

Sur l'axe vertical on a donc :

Qui se résout en tant qu'équation linéaire différentielle du 1er ordre à coefficients constants avec second membre et donne

avec comme condition initiale v(t = 0) = 0

L'huile est un terme générique désignant des matières grasses qui sont à l'état liquide à température ambiante et qui ne se mélangent pas à l'eau.

Les huiles sont des liquides gras, visqueux, d'origine animale, végétale, minérale ou synthétique. Elles se différencient des graisses qui sont pâteuses dans les conditions normales d'utilisation. Le beurre n'est pas considéré comme une huile bien qu'il soit liquide dans certains pays chauds. Dans les pays tempérés certaines huiles, normalement liquides, peuvent se figer par temps froid.

Le nom vient du latin oléum (huile d'olive), qui a donné dans le vieux français olie puis uile, puis huile. Le « h » initial, qui n'a aucun caractère étymologique, a été rajouté à l'époque des copistes où le « u » et le « v » s'écrivaient de manière identique pour éviter toute confusion entre « uile » et « vile »

Les huiles végétales sont essentiellement constituées d'acides gras et les huiles animales d'esters de la glycérine ; on différencie :

Note : le beurre, le suif, le saindoux... sont des graisses d'origine animale, mais les graisses utilisées en lubrification résultent du mélange de deux constituants essentiels,

une huile de base et un savon, auxquels on adjoint de petites quantités d'autres substances ou additifs.

Les principaux acides gras que l'on trouve dans les huiles sont :

Les huiles végétales sont pour certaines comestibles et pour d'autres seulement utilisées dans l'industrie, en peinture, en savonnerie ou en pharmacie. L'huile végétale brute est aussi le carburant d'origine des moteurs diesels.

Les principales huiles végétales, en termes de production, sont :

Voir la liste des huiles alimentaires. On trouve une liste assez complète des huiles sur le site: http://www.huile.com/liste.php

Il existe aussi des matière grasses végétales à l'état solide à température ambiante : le beurre de karité...

Les huiles animales sont aussi utilisées dans l'industrie, en peinture, en savonnerie ou en pharmacie. Les principales huiles et graisses animales sont :

Les huiles minérales sont obtenues par distillation de la houille, du pétrole ou de certains schistes bitumineux et servent essentiellement comme lubrifiants des organes mécaniques des machines et des moteurs.

Une tache d'huile minérale sur un papier peut être éliminée en chauffant suffisamment, ce qui n'est pas le cas pour une tache d'huile végétale ou animale.

Les huiles ont longtemps servi à l'éclairage (lampe à huile).

Le saint chrême (du grec χρῖσμα / khrisma, « onguent, parfum ») est un mélange d'huile d'olive et de parfum, destiné historiquement (dans l'Ancien Testament) à oindre soit réellement les rois, puis les prêtres ou bien en figure, les prophètes et utilisé dans certains sacrements chrétiens, comme le baptême, la confirmation, ou l'ordination. Le saint chrême est l'une des trois sortes d'huile sainte utilisées dans la liturgie.

Le chrême est un composé d'huile d'olive et de baume, lequel est une espèce de résine très odorante qu'on retire, par incision, de l'arbre nommé opobalsamum. Cet arbre croît dans l'Arabie et la Judée. Ce mélange est considéré comme l'emblème de la douceur et de la bonne odeur des vertus d'un disciple de Jésus-Christ (cf. l'odeur de sainteté). Chez les Grecs, le chrême ou Myron est aussi composé d'huile d'olive et de baume, mais ils y ajoutent d'autres substances odoriférantes. Les Maronites avant leur réunion à l'Église romaine composaient leur chrême de baume, de safran, de cannelle, d'essence de rose, d'encens blanc, etc., toutefois la base a été toujours l'huile d'olive et le baume.

L'huile des catéchumènes n'admet aucun mélange. À l'instar de celle des infirmes, elle doit être d'olive. Il n'y a d'ailleurs à proprement parler d'autre huile que celle qui est exprimée du fruit d'olivier, oleum ex oliva. Dans aucun cas il n'est permis d'employer d'autre huile. Saint Cyrille y fait allusion par ces paroles qu'il adresse aux fidèles nouvellement baptisés : « Vous avez été oints d'huile exorcisée et ainsi vous avez participé aux fruits de l'olivier fécond qui est Jésus-Christ ».

L'huile utilisée pour les onctions lors du sacre des rois de France était du saint chrême auquel on ajoutait une parcelle du contenu de la « sainte ampoule », qui selon une légende (évoquée par Hincmar, évêque de Reims de 845 à 882) aurait été apportée par une colombe (image traditionnelle de l'Esprit-Saint) lors du baptême de Clovis par Saint Remi.

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