Huiles & Aditifs

QUATRE FAMILLES PROFESSIONNELLES D’HUILE SUR LE MARCHÉ…

MAIS SEULEMENT TROIS FAMILLES COMMERCIALES DÉSIGNÉES AUX CONSOMMATEURS !
Et plusieurs sous-familles aussi. Mais faisons résolument simple !

LES HUILES MINÉRALES (1ère FAMILLE)

Elles sont extraites de la distillation (atmosphérique puis sous vide, et solvantée [dites alors “bright stock”]) du pétrole brut et raffinées à hauteur de la qualité du produit recherché, mais aussi de la nature et de l’origine du pétrole brut (Koweit, Iran…). On opère depuis une tour d’extraction qui permet, selon les différents niveaux de ladite tour, de recueillir l’huile (seulement 1% du brut), mais aussi les gazoles pour certaines, l’essence, le kérosène…

LES HUILES HYDROCRAQUÉES

Certaines d’entre elles subissent un (”VHVi” ou “hydroraffinage“) ou deux (”XHVi” ou “hydrocraquage“) raffinages supplémentaires à haute température (environ 400°C) et à l’hydrogène (gaz H2), entrecoupés de nouveaux raffinages, parfois hydro-isomérisés (raffinage chimique sélectif). Ces huiles, particulièrement les hydrocraquées (XHVi) hydro-isomérisés, présentent des vertus voisines des huiles obtenues par synthèse. Pour information, on appelle en français les huiles hydrocraquées, des huiles “à molécules converties”. Le travail de raffinage effectué fait souvent considérer ces produits comme des huiles de base de synthèse. C’est une réalité pour les hydro-isomérisées XHVi. À noter que les réalisations de ces bases de synthèse semblent plus économiques pour leurs concepteurs que les PAO ou Ester (voir infra).

Le mélange de l’huile de base et des additifs s’appelle le “blending” (ou batch blending), en bon français . Cette homogénéisation de l’huile et des additifs s’opère à l’intérieur de grandes cuves chauffées (via le concours d’agitateurs magnétiques) jusqu’à l’obtention d’une formule unie et indissoluble.

LES HUILES BASES DE SYNTHÈSE (2ÈME FAMILLE)

En dépit de leur appellation (discutable en toute logique), elles proviennent aussi de l’industrie pétrolière, qui assimile l’industrie de la pétrochimie et de la carbochimie (méthane, acétylène, benzols, etc.). Mais elles procèdent également de la chimie des corps gras (lipochimie) et de la chimie minérale. Elles sont obtenues par polymérisation (union de plusieurs petites molécules en une seule grosse molécule). En clair, on prend des huiles minérales (dites “conventionnelles”) et on les retravaille en laboratoire.
Dans les huiles de synthèse, il existe deux familles principales :
Les PAO (Poly-Alpha-Oléfines) issues de la chimie de l’éthylène (carbochimie [= pétrochimie]). C’est la plus courante de cette famille car la plus fiable (la Mobil 1 est la PAO la plus célèbre). Il s’agit en l’espèce d’une polymérisation d’hydrocarbures (les oléfines).
Les ESTERS obtenus par réaction d’alcool et d’acides organiques. C’est le summum en matière de lubrification. Fonction de ses esters (nous l’avons déjà dit : il y en a de meilleurs que d’autres, de plus onéreux aussi à fabriquer…), cette huile de base possède des propriétés naturelles d’adhérence au métal (polarité magnétique), résiste au cisaillement mécanique, et son endurance aux très hautes températures est exceptionnelle. Toutes ces vertus et son coût la réservent le plus souvent à la lubrification des motos… et des avions (c’est pareil ?…) ! Cependant, en Nouvelle-Calédonie, Castrol commercialise une huile automobile technosynthèse (semi-synthé) sur base pour partie estérifiée (Magnatec). Elle n’est plus la seule aujourd’hui, puisque l’huile Champion Chemicals (voir photo) est elle aussi issue d’une estérification de sa base.
Par surcroît, les huiles estérifiées sont naturellement moins polluantes que toutes les autres huiles.

L’huile moteur automobile Castrol Magnatec présente la singularité d’être élaborée pour partie sur une estérification de ses bases. Ce qui lui confère une particularité significative par rapport aux autre huiles : ce lubrifiant adhère, même après un arrêt prolongé, aux organes mécaniques sollicités et y forme un film d’huile permanent dans le cadre d’un usage régulier de votre véhicule. Ce film se renouvelle dès que le moteur est mis en route, puis reste en place à l’arrêt. Principal avantage : l’usure essentielle d’un moteur s’opérant à froid, les démarrages s’effectuent moteur déjà lubrifié (film d’huile estérifiée). Ce principe est essentiellement réservé aux moteurs de motos, extrêmement poussés, car les régimes, même de montées en température (temps de chauffe), y sont déjà élevés (entre 4 et 5 000 tr/mn environ). On trouve également les esters dans les lubrifiants destinés à l’aéronautique.

LES DEMI SYNTHÉTIQUES (3ÈME FAMILLE)

Comme leur nom l’indique, elles sont composées pour partie des distillats du pétrole et de l’industrie de la pétrochimie (ou de la lipochimie). Comme elles ne sont strictement soumises à aucune réglementation, les composants de synthèse peuvent atteindre de 1 à 60 % environ des parts de fabrication. C’est pourquoi l’on trouve au sein de cette vaste famille le meilleur comme le très moyen. Notre comparatif exclusif où une huile sur base minérale a obtenu d’incontestables meilleurs résultats qu’une huile semi-synthétique (voir ici) est là pour en attester.
Les technosynthèses (autre appellation plus commerciale des semi-synthé ou des huiliers souhaitant se démarquer des demi synthé tout-venant) peuvent indistinctement s’élaborer à partir de n’importe quelle base dite synthétique.

Autre huile automobile désormais sur base synthétique estérifiée : la CHAMPION SYNTOLUBE 0W-40 (100 % synthèse - Chez OCD en Nouvelle-Calédonie). Avec un point d’écoulement (fluidité à froid) extrêmement bas, elle ne se destine cependant qu’à des motorisations modernes. Cette huile est formulée par l’additiveur Chemicals, qui fournit en dopes (additifs) nombre d’huiliers européens.

LES ADDITIFS (ou les “DOPES“) DANS L’HUILE

1 additif = 1 dope. C’est au cours de la seconde guerre mondiale que les premiers additifs ont, semble-t-il, fait réellement leur apparition. L’huile de base gelant dans les moteurs du matériel de guerre, il a bien fallu trouver une parade pour continuer de s’entretuer en toute quiétude. Ainsi se généralisa l’emploi d’additifs.

Mais dès 1936, on introduisit des additifs détergents dans certains moteurs diesel. Aujourd’hui, ils entrent dans la composition d’un lubrifiant à hauteur d’environ 12 à 30 % du produit et de 20 à 60 % de son coût. Ils ont vocation à préserver et à renforcer les propriétés de base de l’huile.
Un lubrifiant moderne, à partir de sa base huilière définie au chapitre précédent (minérale, hydrocraquée, PAO ou Ester), peut compter jusqu’à 20 additifs provenant de familles principales que nous allons parcourir. Ces additifs induisent des vertus bien spécifiques :

1/ Fluidité à froid (lubrification optimale au démarrage)/Viscosité à chaud (tenue du film d’huile) = polymères hydrocarbonés à base d’oxygène et d’azote. Désignés couramment sous l’appellation “améliorants de viscosité”. De 5 à 10 % du volume d’additifs.
2/ Détergence : permet de laisser le moteur propre = calcium et magnésium. De 3 à 15 %.
3/ Dispersivité (ou Dispensibilité): c’est la capacité de maintenir en suspension dans l’huile les résidus qui seront ensuite retenus par le filtre afin de conjurer la formation de dépôt et de boues dans le moteur = azote et bore. De 3 à 15 %.
4/ Onctuosité : c’est la capacité d’adhérence à la métallurgie du moteur de certains additifs forgeant un film d’huile ductile (relativement solide). Il s’agit parfois d’additifs extrême pression, destinés à augmenter la capacité de résistance du lubrifiant à la pression induite dans le moteur = soufre, phosphore, bore, potassium. À noter que les additifs extrême pression sont utilisés le plus régulièrement dans les boîtes de vitesses et les vrais lubrifiants motos afin de mieux résister au cisaillement des pignons et embrayages immergés dans l’huile (proportion et présence très variables - De 1 à 10 % environ).
5/ Point de congélation : pour éviter la cristallisation de l’huile à basse température, puis son figement = polymères hydrocarbonés et oxygénés. De 0,1 à 0,5 %.
6/ Anti-usure : réduit l’usure dans l’usage du moteur = soufre, phosphore, zinc, oxygène. Environ 1%.
7/ Anticorrosion : additifs luttant contre la corrosion dans le moteur = azote, soufre. Environ 1%.
8/ Stabilité du lubrifiant : additifs inhibiteurs de corrosion et anti-oxydant = oxygène, soufre, phosphore, zinc. Jusqu’à environ 1 %.
9/ Additif anti-mousse : réduit la formation de mousse provoquée par le barbotage de l’huile. Le moussage de l’huile est dangereux pour la lubrification = silicium. Traces infimes, environ 10 ppm (”part-par-million”), soit 0,001 %.
10/ Modificateurs de frottement : on les trouve essentiellement dans les dernières huiles et ont pour dessein de diminuer les consommations d’essence et donc la pollution = oxygène, azote, soufre, phosphore. 1% maxi (estimation).
11/ Réducteurs de frottement : on ne les trouve pas dans toutes les huiles (et même dans presque plus d’huile) car leur coût est élevé. Ce qui apparaît pour paradoxal puisque de par le glissement qu’ils génèrent, ces additifs, souvent solides, sont parfois susceptibles (mais c’est une variable) de réduire le niveau de pollution des moteurs = citons le bisulfure de molybdène (MOS2), le graphite, les silicones modifiées, les polymères fluorés… Variable : entre 1 et 3% du volume total du lubrifiant et jusqu’à 5 % maxi.

Une huile de moto peut subir des contraintes supplémentaires en terme de laminage et de maintien de sa viscosité. La faute à la boîte de vitesses et à l’embrayage qui sont souvent immergés dans le même bain d’huile (japonaises notamment) que le moteur. La pignonnerie, les garnitures de disque, ça use et ça pollue, fatalement. Cela dit, certaines huiles voitures font mieux que des huiles motos, et sans additif extrême pression particulier. En matière de lubrification moto, choisissez des marques réputées et dans le haut du panier si vous voulez en avoir un peu pour votre argent. Ou roulez “pas cher” (en respectant les normes minimales et la plage de viscosité), mais en vidangeant impérativement tous les 5 000 grand maximum (voir nos tests huiles et notre comparatif minérale/demi-synté/full synthé). Mais attention : la tenue de la viscosité à haute température des huiles motos est particulièrement mise à l’épreuve en saison chaude.

RÉSUMÉ DES FONCTIONS DE LA LUBRIFICATION 4 TEMPS
= Lutter contre l’usure du moteur.
= Le protéger de la corrosion interne.
= Réduire ses frottements afin d’améliorer son potentiel.
= Maintenir sa propreté interne.
= Participer à son refroidissement.

Conseil d’importance : songez à vérifier régulièrement (fonction de la consommation d’huile connue de votre véhicule) et avant chaque étape importante, votre niveau d’huile. Même si le moteur de votre véhicule ne consomme que très peu d’huile d’ordinaire, il peut ponctuellement, pour quelque obscure raison mécanique, consommer davantage d’huile. De même, songez qu’en été et à régime soutenu (autoroutes, voies rapides…), la consommation d’huile augmente légitimement (une partie du lubrifiant est toujours consumée par les gaz dégagés par la combustion).

CONCLUSION DE CE VOLET

À la lecture de ce premier volet, chacun de prendre aisément la mesure de l’incommensurable complexité d’un seul litre de lubrifiant. Acheter une huile, un modèle d’huile, une marque d’huile, est tout sauf un geste anodin. De mauvaises huiles, il devient difficile d’en trouver en Europe occidentale. Des huiles “limites” eu égard aux applications auxquelles elles se dévouent, on en achète chaque jour et parmi les marques les mieux connues. C’est essentiellement au niveau de la tenue de la viscosité dans le temps qu’elles pèchent (dans un sens comme dans l’autre). Nous verrons cela sur les prochains volets. Le lecteur aura compris aussi qu’en dépit de certaines assertions publicitaires, un lubrifiant ne peut pas protéger la nature : il la pollue intrinsèquement. Toutes les huiles sur base pétrochimique sont polluantes. Les moins nocives (notablement) pour notre environnement étant les huiles biodégradables au premier chef, le plus souvent à base d’esters et, bien sûr, les huiles végétales, difficilement accessibles pour l’instant au grand public et rarissimes.

La lubrification de la distribution est toujours la plus délicate à froid. Certains moteurs y sont plus sensibles que d’autres, certaines huiles plus efficaces que d’autres. Malheureusement pour certains huiliers qui déconseillent l’utilisation d’additifs parallèles, d’aucuns se révèlent indispensables à l’usage selon les mécaniques (singulièrement pour le graissage à froid des poussoirs hydrauliques). Il est aussi bon de savoir qu’il existe une norme relative à la distribution : la VTW (d’origine japonaise). Les huiliers anglo-saxons en semblent plus férus que nos huiliers européens qui en font peu de cas. Et pourtant…

LES BASES SYNTHÉTIQUES DES PRINCIPAUX HUILIERS DE NOUVELLE-CALÉDONIE


CASTROL : Ester et PAO
CHAMPION CHEMICALS : ESTER & PAO
COFRAN : PAO
IPONE : ESTER & PAO
MOBIL : PAO
TOTAL : HYDROCRAQUAGE
SHELL : HYDROCRAQUAGE
SILKOLENE : ESTER
TECHNOLOGIE A9 : HYDROCRAQUAGE
CARREFOUR (produit blanc): PAO
GULF WESTERN OIL : Ester (moto full synthé) et PAO

LES NORMES DE QUALITÉ D’UN LUBRIFIANT

Les normes sont des références qui permettent d’établir un niveau de qualité pour l’usage d’un lubrifiant donné. Il existe plusieurs classifications, mais nous ne nous arrêterons que sur les normes “grand public”, tout en évoquant, lorsque nous y serons contraints, d’autres normes qui s’y rapportent. Savoir absolument que les normes constituent des minima requis. C’est-à-dire que deux lubrifiants répondant aux mêmes normes peuvent se révéler de qualité fort dissemblable : l’un sera meilleur que l’autre parce que l’additivation sera supérieure en quantité comme en qualité - ou l’huile de base de meilleure facture (voir notre premier volet). Une norme, c’est un minimum vital de compétences officiellement déclarées, un point c’est tout. Savoir aussi qu’il n’existe pas d’équivalence entre les normes de différentes origines.ACEA = Association des Constructeurs Européens d’Automobiles.

Ici on fait plus succinct dans les appellations, mais plus réalistes dans les réalisations.
Les normes européennes, à l’opposite des normes américaines, distinguent trois types de motorisations :

A = Essence
B = Diesel tourisme (votre VL)
E = Diesel industriel (camion, tracteurs, etc.)
On teste sur des blocs PSA (Peugeot - Citroën), Volkswagen, Mercedes, mais aussi sur du Mack, et sur une échelle de volume variant de 972 à 12 000 cm3.

Dans les normes ACEA, on distingue 4 qualités d’huile :
1 = Economies d’énergie, huile très fluide (basse viscosité - voir nos explications plus bas)
2 = Huile pour service courant, qualité ordinaire.
3 = Huiles pour services sévères.
4 = Moteurs diesel léger à injection directe, haut de gamme, résistance à l’épaississement de l’huile en présence de suies (accroissement de la viscosité, l’huile devient “goudron”).

Exemple d’une huile multigrade (15W-40), 100 % minérale et répondant pourtant à un régiment de normes (la force de l’additivation). Rappelons que nous ne nous occupons ici que de lubrification VL et moto, et non industrielle.
Nous voyons que dans les normes américaines APi, cette huile répond à la fois à des standards diesel (les lettres “C” : CH-4, etc.) et essence (la lettre “S” : SJ).
Nous voyons que dans les normes européennes ACEA, cette huile répond encore à des normes essences (”A” : A3) et diesel (”B” = B3 & B4).
Nous voyons que cette huile répond à la norme SHPD, pour Super High Performance Diesel. C’est-à-dire que cette huile répond à des intervalles de vidanges importants sur des VL diesel.
Nous voyons aussi que cette huile répond à des normes de constructeurs industriels. Mais cela ne nous intéresse pas…
Ce qui peut davantage intéresser certains, c’est que cette huile coûte en Nouvelle-Calédonie 350 F/litre… (env. 2,90 euros) contre 200 F de mieux (1,65 euros env.) pour la concurrence la mieux placée à spécifications rapprochantes.

LES NORMES APi

En Nouvelle-Calédonie, on s’en remet régulièrement - si ce n’est exclusivement - aux normes américaines APi (American Petroleum Institute) qui, appliquées à des véhicules européens à essence, ne sont guère, pour le moins, explicites (ce qui n’est pas le cas pour les véhicules diesel et leurs normes APi). Ainsi on a pu constater des lubrifiants 100 % de synthèse répondant à des normes APi au sommet de leur art classés comme huile de qualité ordinaire selon les normes européennes ACEA (Association des Constructeurs Européens d’Automobiles - Voir infra). L’édification même des normes ACEA avait pour but, dès l’origine, à parer l’inadaptation des normes américaines sur les véhicules européens. Certes, peut-être qu’un jour, si les prix excessifs du baril de pétrole se maintiennent, les Américains réduiront leurs prétentions mécaniques à des cylindrées plus modestes, mais pour l’heure, sachez bien que les tests des normes APi pour les véhicules à essence s’appliquent la plupart du temps sur des architectures V6 et V8 de fortes cylindrées tournant à 3 600 tr/mn. Ce qui, vous en conviendrez, est un peu éloigné de nos 1.1 à 1.7 litre européens, japonais ou coréens, le plus souvent, pour des régimes de rotation moteur frisant à pleine charge les 6 000 tr/mn. Pour vos véhicules à essence ordinaires, préférez donc sans conteste les normes européennes ACEA.

Autre exemple édifiant d’une huile diesel. Sur cette Bardhal, le manufacturier mise tout sur le moteur à compression (Heavy Duty Diesel). Pourtant cette huile est également une huile pour moteur à explosion, essence (APi SJ). Toutes les huiles diesel sont également applicables à l’essence avec plus ou moins de réussite selon les spécificités lubrifiantes. L’inverse n’est pas toujours vrai dans le cadre d’intervalles de vidanges relativement longs, car les huiles diesel doivent posséder certaines vertus typiques qui ne sont pas indispensables au moteur à essence. Et en dépit de certaines affirmations dogmatiques assurant que les huiles diesel et essence sont exactement les mêmes, les bonnes huiles pour moteur diesel sont chargées en dopes dispersives, détergentes et possèdent une réserve d’alcalinité supérieure. Mais en tout état de cause, vous ne casserez jamais un moteur en utilisant une huile diesel dans un moteur à essence et vice-versa.

Cependant, les normes APi existent, sont prépondérantes à l’échelle internationale, et toujours d’actualité à l’échelle européenne.
Il convient donc d’en parler.

Deux lettres chez APi pour désigner le type thermique du moteur :
“S” = essence.
“C” = diesel

+ Une autre lettre accolée à “S” ou à “C” pour qualifier la qualité de l’huile.
Par exemple, APi SM, désigne une huile pour moteur à essence (”S“), de qualité “M” (voir tableau juste en dessous).

APi : CLASSE DE SERVICE “S” POUR MOTEURS ESSENCE
APi SA à SE : on n’en parle pas, trop anciennes (jusqu’en 1979)
APi SF (Rappel : “S” = essence - “F” = qualité de l’huile) : on en trouve encore. Ce sont ces huiles qui font généralement l’objet de promotions extraordinaires lors d’opérations publicitaires : “Vidange moteur 2 500 F (21 euros env.) avec filtre à huile ! “. Malheureusement, il faut une guimbarde des années 80 (rien de péjoratif, ce sont nos préférées…) pour s’en contenter durablement. En général, vous vous en tirez à 7 000 F (59 euros env.) lorsque vous venez pour profiter de cette opération avec votre voiture récente. Disponible également en grande surface à moins de 1 000 F (8,30 euros env.) les 5 litres.
APi SG (jusqu’en 1993) : Par rapport à la SF, le gain se porte sur la stabilité à l’oxydation, la dispersivité (voir volet précédent) et les capacités anti-usure.
APi SH et SJ (jusqu’en 2001) : peu de changement ici, en dépit d’une évolution constante des appellations.
APi SL : Correspond aux exigences des moteurs modernes à partir de 2001 selon un cahier de charges propre à l’American Petroleum Institute.
APi SM : Encore une norme pour rien à l’APi. Celle-ci n’a vocation qu’à coïncider avec les normes de l’ILSAC (International Lubricants Standardization and Approval Committee) qui est une association de constructeurs divers. À l’APi, on monte en norme comme on respire, mais ce n’est pas ipso facto synonyme de bonification.

Exemple d’une huile multigrade 10W-60 (extrêmement visqueuse à chaud [60]) pour résister aux températures extrêmes relevées en compétition. Le grade à froid “10W” la rend cependant compatible avec un usage quotidien (fluidité à froid, démarrages répétés), 100 % synthétique (de la PAO en l’occurrence), destinée selon son manufacturier à un usage intensif sur moteur à essence.
Nous constatons pourtant que dans les normes APi et ACEA, cette huile répond également à des spécifications diesel, non mises en avant ici, parce qu’une minérale de la même marque (voir légende de la Cofran Plura Super 15W-40) fait mieux en l’espèce parce qu’additivée en conséquence.
Nous constatons également que cette huile revendique toutes les normes essence constructeur établies par les marques désignées sur l’emballage.

APi : CLASSE DE SERVICE “C” POUR MOTEURS DIESEL

À notre sens, les normes APi sont plus crédibles dans leurs critères diesel, surtout depuis peu. En effet, même si les tests de l’APi s’appliquent toujours sur des moteurs de camions (Caterpillar, Detroit, Mack) et pourraient se révéler suspectes sur nos petits diesel suralimentés, il y a stricto sensu moins de différence entre deux diesel qu’il peut y avoir entre un V8 atmosphérique Cummins de 5,0 litres et un moteur VAG 1,8 suralimenté. A fortiori quand les régimes élevés sont aujourd’hui pris en compte par les américains.

APi CA à CE : caduques sauf peut-être pour la CE, pour les véhicules des années 80.
APi CF-4 : moteur diesel de véhicules lourds, introduction début de la décennie précédente (1990-1994).
API CG-4 : Introduite en 1994 et étudiée pour moteur dépollué aux normes US. Nécessite théoriquement un gazole à moins de 0,05 % de soufre sur autoroute et moins de 0,5 % sur route. Par rapport à la CF-4 : réduction des dépôts, de l’usure, de la corrosion, de l’oxydation et du moussage (voir volet précédent).
APi CH-4 : Les différences nous échappent par rapport à la CG-4…
APi Ci-4 : Introduite en 2002 et prenant en compte le retraitement des gaz d’échappement. Teneur en soufre du gazole : jusqu’à 0,5 %. Répond aux normes antipollution mises en application en 2002.
APi CI-4 PLUS (!) : Meilleure tenue de la viscosité dans le temps (2004).