Une séance de questions-réponses avec les responsables techniques de l'IMCD
Nous nous sommes entretenus avec Francisco Alves, directeur technique des huiles moteurs, et le Dr Andrew Gelder, responsable du développement technique pour les lubrifiants chez IMCD L&E, pour discuter des tendances en matière de lubrification automobile, de l'impact de l'électromobilité et du besoin de nouveaux fluides qui en résulte.
Francisco Alves
Andrew Gelder
Aujourd'hui, nous observons une tendance croissante de la lubrification des moteurs vers des huiles à faible viscosité et des allégations d'économie de carburant. Quels sont les facteurs qui expliquent ça ?
Francisco : Bien que l'économie de carburant soit déjà un objectif valable en soi, l'accent est mis aujourd'hui sur la réduction des émissions. L'un des moyens de réduire la consommation de carburant consiste à réduire la viscosité des lubrifiants. La viscosité mesure la résistance d'un fluide au mouvement ou, en d'autres termes, la quantité d'énergie nécessaire pour faire bouger un fluide. Plus la viscosité est faible, plus l'énergie requise est faible, ce qui signifie que nous avons besoin de moins de carburant.
Quels sont les facteurs importants à prendre en compte lors de la formulation d'huiles à faible viscosité ?
Francisco : Tous les composants d'un lubrifiant doivent être réévalués.
Tout d'abord, de nouvelles huiles de base sont nécessaires, car les solutions précédentes sont souvent trop visqueuses pour répondre aux exigences actuelles. À l'heure actuelle, les huiles de base du groupe III sont largement utilisées dans l'industrie. Il s'agit essentiellement d'une version traitée chimiquement des huiles de base de la génération précédente qui offrent de bien meilleures performances. Une autre option est celle des polyalpha-oléfines (PAO), qui sont des hydrocarbures synthétiques et peuvent être adaptés à différentes applications.
Ensuite, nous ajoutons un modificateur de viscosité (VM), qui nous permet d'atteindre les grades de viscosité requis. La chimie des VII (améliorants de l'indice de viscosité) a également évolué, et nous utilisons désormais de nouveaux copolymères de styrène isoprène innovants, pour garantir un démarrage et un fonctionnement fiables à froid, ainsi qu'une stabilité au cisaillement supérieure pour les huiles qui restent dans leur qualité. Ces modificateurs de viscosité assurent également la protection contre l'usure, le contrôle de la suie, la propreté du moteur et permettent une capacité de vidange prolongée.
Enfin, il est essentiel de garantir des emballages d'additifs robustes dans chaque formulation. Ils servent à protéger l'huile de base et à offrir une meilleure protection aux pièces mobiles d'un moteur, tout en aidant à disperser et à contenir les impuretés générées pendant le fonctionnement du moteur.
Quelles autres stratégies peuvent être utilisées pour réduire les émissions ?
Francisco : Dans l'ensemble du secteur, des entreprises ont installé des dispositifs de traitement des gaz d'échappement qui, pour faire simple, purifient les gaz d'échappement à un certain niveau. Cependant, nous avons découvert que la chimie des additifs lubrifiants pouvait altérer le fonctionnement de ces appareils, ce qui nous a renvoyés à la table à dessin. Nous avons étudié de nouvelles substances chimiques, avec un « SAPS » réduit, ce qui signifie une teneur plus faible en cendres sulfatées, en phosphore et en soufre. Nous prévoyons que la part réduite des SAPS sur le marché des huiles moteurs poursuivra sa croissance rapide, passant de 25 % en 2016 à 70 % en 2025.
D'ici 2025, nous prévoyons que les catégories économes en carburant représenteront 40 % du marché des huiles moteur, contre 10 % en 2016.
Solutions à surveiller :
- Les PAO à faible viscosité et à faible volatilité répondent à la nécessité de réduire la viscosité des lubrifiants tout en maintenant une faible volatilité.
- Additifs SAPS réduits
- Styrène isoprène VM
L'électrification des transports est devenue une priorité absolue dans la transition vers un avenir plus sobre en carbone. Comment envisagez-vous que cela se concrétisera au cours de la prochaine décennie ?
Andrew : En 2015, il y avait moins de 1 % de véhicules électriques (EPV) dans le monde. En 2020, ce chiffre était passé à 2,5 %, soit plus de deux millions de véhicules2, et d'ici 2030, il devrait atteindre environ 30 %. Chez IMCD, nous savons qu'il sera essentiel de fournir à nos clients le soutien approprié pour faire face à ce changement radical du comportement des consommateurs. On ne sait pas encore exactement quel type de transmission deviendra courant, car aujourd'hui, la voiture hybride (mi-batterie/mi-moteur à combustion interne) est la principale attraction du secteur. Cependant, à mesure que la technologie des batteries continue de s'améliorer, nous nous attendons à ce que le véhicule électrique à batterie (BEV) devienne l'option de choix dans les années à venir.
Quels sont les changements constatés par IMCD dans le secteur des lubrifiants pour soutenir la transition vers la propulsion électrique ?
Andrew : Traditionnellement, une voiture est principalement alimentée par de l'huile moteur et une huile de transmission, peut-être aussi par une huile pour essieu, des additifs pour carburants, des graisses et d'autres produits auxiliaires. Dans un véhicule purement électrique, l'huile moteur devient superflue, tout comme les additifs pour carburant. Cependant, les besoins en liquide de transmission, en graisses et autres composants restent importants. Le rôle du fluide de transmission se complique, car de nombreux circuits électriques d'un EPV entrent en contact avec celui-ci. Cela signifie qu'il doit être capable de faire face au refroidissement des moteurs électriques et aux hautes tensions, d'où l'importance de la conductivité des fluides et de la protection des circuits. La compatibilité avec les métaux, en particulier le cuivre, devient essentielle, et le fluide doit être compatible avec de nombreux nouveaux matériaux, principalement les plastiques, qui seront incorporés dans la transmission.
La nouvelle technologie de batterie est également sensible à la température, et c'est au fluide de transmission qu'il incombe de maintenir le profil de température pour que le système fonctionne efficacement. La viscosité est également vitale pour cette gestion thermique.
Enfin, le nouveau véhicule électrique sera très silencieux par rapport à son prédécesseur ICE et le bruit, les vibrations et la dureté (NVH) des engrenages et des roulements deviendront des facteurs plus importants pour le fluide. Le contrôle de la friction par l'additif joue un rôle important pour résoudre ce problème.
Solutions à surveiller :
- Huiles de base PAO et du groupe III et esters hautement spécifiques pour le contrôle thermique et la faible conductivité associés aux batteries et aux moteurs électriques.
- Composants additifs offrant de hautes performances (par exemple, une protection supérieure contre la corrosion, des performances de friction douces pour les avantages NVH du groupe motopropulseur) tout en garantissant la compatibilité avec les nouveaux matériaux, dotés de caractéristiques électriques appropriées et adaptés à la gestion thermique