Vidange Carter cash

Comprendre la viscosité des huiles moteur

Quelque soit le type d’huile que vous utilisiez pour votre vidange auto, l’une des caractéristiques essentielles dans sa composition est sa viscosité.

En effet, minérale ou synthétique, de compétition ou classique, bardée d’additifs ou pas, la viscosité d’une huile moteur joue un rôle capital dans le bon fonctionnement de votre voiture et la prévention de son usure.

Aujourd’hui, grâce aux préconisations constructeurs, aux compétences des centres de révision auto et au carnet d’entretien, il n’est guère possible de choisir une viscosité d’huile non adaptée à son moteur.

Mais en définitive, qu’est-ce que la viscosité d’une huile ? Pourquoi est-elle si importante dans la lubrification de la mécanique d’un moteur ?

La viscosité du point de vue des sciences

En sciences, la mécanique est un domaine de la physique qui se consacre de manière générale à l’étude du mouvement, des déformations et des équilibres. La mécanique des fluides est plus spécialement consacrée à l’étude du comportement des liquides et des gaz. Cette branche est elle même divisée en deux domaines, la statiques des fluides et la dynamique des fluides.

C’est donc la dynamique des fluides, aussi appelée hydrodynamique, qui nous permet d’étudier les mouvements et le comportement d’une huile moteur. Comme tout fluide, l’évolution de son mouvement fait intervenir plusieurs paramètres :

Le mot viscosité vient du Latin « viscum » qui signifie « glu » en référence au genre botanique dont les espèces secrètent par l’écorce et les fruits une substance visqueuse (comme le Gui par exemple).

On peut définir la viscosité comme l’intégralité des manifestations qui tendent à s’opposer à l’écoulement d’un fluide (avec ou sans turbulence). Ces phénomènes de résistance entravent donc le mouvement d’un liquide.

Lorsque la température augmente, la viscosité diminue, c’est à dire que le liquide devient plus fluide et circule plus vite, sa vitesse de mouvement est plus élevée.

Notons que la viscosité à froid (dite dynamique) est mesurée en centipoise (microPascal.seconde) et la viscosité à chaud (dite cinématique) est mesurée en centistoke (mm².seconde).

La viscosité huile moteur

Comme nous l’avons déjà abordé dans notre article sur la nécessité de la vidange et le rôle de l’huile moteur, l’huile est primordiale dans le bon fonctionnement d’un moteur. Ce rôle prépondérant est due à ses propriétés de lubrification, de nettoyage, d’anti-corrosion, de refroidissement, d’étanchéité, de réduction de l’usure et d’accroissement du rendement.

Une branche du génie mécanique et de la science des matériaux, la tribologie, est bien utile à la conception de nos moteurs puisqu’elle étudie les phénomènes qui se produisent entre deux systèmes matériels statiques ou animés. Frottements, usure et bien sûr lubrification… Et qui dit lubrification d’un moteur à explosion dit viscosité !

On le sait tous, un moteur à explosion dégage beaucoup de chaleur lors de son fonctionnement. Du fait de leurs différence de conception, la température de la chambre de combustion atteint 300°C pour un moteur essence et 600°C pour un moteur diesel.

Ces contraintes thermiques de fonctionnement ont un impact direct sur les pièces mécaniques qui doivent pouvoir résister à de fortes températures. Elle ont aussi un impact sur l’huile moteur qui doit rester stable pour circuler et assurer ses fonctions.Lorsque que le moteur est chaud, la température de l’huile est d’environ 110°C.

Dans un moteur moderne, l’huile est aspirée dans le carter au moyen d’une pompe, filtrée puis pulvérisée sous pression aux endroits stratégiques avant de retomber dans le carter par gravité et ainsi de suite.

A froid, lors du démarrage, l’huile peut parfois être puisée dans le carter alors que la température extérieure est négative. C’est la cas en hiver par exemple. La température augmente rapidement dans le circuit à mesure du fonctionnement et atteint encore plus rapidement des centaines de degrés dans la chambre de combustion lors de la première explosion.

Elle dépend aussi de la région dans laquelle est utilisée le véhicule. De ce point de vue là, il fait meilleur rouler à Montpellier qu’à Nancy…

Pourtant, malgré ces variations de température, l’huile doit rester suffisamment liquide pour être pompée dans le carter et circuler rapidement mais aussi suffisamment épaisse pour graisser convenablement les pièces mécaniques en mouvement.

La viscosité de l’huile moteur étant sa capacité à s’écouler et s’accrocher à un support et cette viscosité diminuant avec la température, on voit bien ici qu’un problème se pose.

En effet, définir la viscosité idéale d’une huile pour un moteur spécifique revient à la maintenir constante lors d’importantes variations de température. C’est justement le rôle des additifs qu’on rajoute à l’huile.

L’indice de viscosité d’une huile moteur

La SAE (Society of Automotive Engineers que l’on peut traduire par Société des Ingénieurs de l’Automobile) a élaboré une norme qui permet de définir la viscosité d’une huile moteur et renseigner l’utilisateur : Le Grade

On retrouve ce code à trois composantes sur les bidons d’huile.

Un grade sert à définir la viscosité à froid et un autre grade la viscosité à chaud. Ces deux grades étant séparés par la lettre « W » (pour Winter, Hiver en anglais).

La viscosité à froid est définie par le valeur du grade situé avant le « W ».

Elle représente la capacité de l’huile à amorcer la pompe, à circuler dans le circuit et à permettre au moteur de démarrer facilement à une température donnée (-18°C).

Plus cet indice est bas, plus le démarrage du moteur sera protégé à basse température. En effet, 60% de l’usure d’un moteur se déroulent durant les premières minutes de son fonctionnement, donc à froid.

La viscosité à chaud est définie par la valeur du grade situé après le « W ».

Elle représente la capacité de l’huile à former une pellicule suffisamment épaisse pour être protectrice et lubrifiante à température donnée (100°C).

Plus cet indice est élevé, plus le film protecteur d’huile est épais à chaud, plus le moteur sera protégé, notamment lors d’un fonctionnement intensif.

Classification SAE des huiles de vidange

Comprendre la norme SAE

Le schéma des indices de viscosité SAE (gradation SAE) nous renseigne donc sur les plages de températures extérieures optimales pour utiliser une huile.

Gradation SAE

On voit par exemple que l’huile 10W40 est conçue pour être performante dans une plage de conditions climatiques comprise entre -25°C et +40°C.

De nos jours, la majorité des huiles sont développées pour tenter de maîtriser cette différence naturelle de viscosité à chaud et à froid.

Les manipulations chimiques (huiles 100% synthèse), les additifs et les tests permettent de transformer le comportement naturel d’une huile pour la rendre plus spécifique au fonctionnement d’un moteur donné en fonction des préconisation du constructeur.

Puisqu’elles possèdent un grade de viscosité à chaud et un grade de viscosité à froid, on appelle ces huiles des huiles multigrade. Ce sont les plus utilisées.

L’huile monograde est une huile de moins en moins utilisée est réservée à un moteur thermique qui chauffe peu (tondeuse à gazon) ou dont la température de fonctionnement reste plus ou moins constante. Elle est également préconisée pour des utilisations spécifiques et adaptées (voitures anciennes ou de collection).

Un bidon d’huile monograde ne renseigne que de sa viscosité à froid ou à chaud. Par exemple SAE 30 pour une indication à chaud (100°) ou SAE 10W pour l’indication d’une viscosité à froid (-18°).

En définitive, une huile multigrade est l’addition de deux huiles monograde.

L’addition de sa viscosité à froid et de sa viscosité à chaud. Utiliser une huile multigrade 10W30 équivaut grossièrement à utiliser une huile monograde SAE 10W l’hiver et une huile monograde SAE 30 l’été.

Le choix d’une huile moteur pour sa vidange devra donc se faire avant tout selon les préconisations du constructeur.

Choisir son huile de vidange

Cependant, une petite adaptation pourra être envisagée en fonction du climat de votre région (s’il y fait très froid, prendre un indice de viscosité à froid un peu moins élevé. S’il y fait très chaud prendre, un indice de viscosité à chaud un peu plus élevé).

Il est important de comprendre que la viscosité SAE ne reflète pas l’ensemble des contraintes que subit l’huile dans un moteur.

En effet, certaines pièces mécaniques nécessitant une lubrification efficace sont soumises à des températures qui dépassent largement 100°C.

Pour cette raison, il existe la viscosité HTHS à 150°. La viscosité HTHS (de l’anglais : High Température, High Shear, pour haute température, haut cisaillement) est une mesure de la pellicule d’huile restante sous une forte contrainte mécaniqueà 150C°.

La viscosité HTHS est un moyen de connaitre la « solidité » de l’huile sur des pièces fortement sollicitées comme les arbres à cames, les poussoirs et les paliers d’embiellage.

Les huiles destinées à une haute protection sont appelées « Haute HTHS ».

Les huiles davantage orientées vers des économies de carburant sont appelées « Basse HTHS ».

C’est pour cette raison que les normes API et ACEA complètent la norme SAE en ce qui concerne la viscosité.

En tout état de cause, la viscosité idéale de votre huile de vidange dépendra avant tout de votre moteur, du modèle de votre voiture et de son année de construction… Consultez votre carnet d’entretien ou faites confiance à un centre auto compétent.

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