Conductivité thermique de différentes huiles moteur
Dans cet article, nous avons mesuré la conductivité thermique de plusieurs huiles moteur (différentes marques). Nous avons ensuite comparé les résultats. Le but de cet exercice était de vérifier si les huiles moteur présentaient des écarts de conductivité thermique significatifs d’une marque à l’autre. En effet, parmi les rôles des huiles moteur, l’un des principaux est de contribuer au refroidissement du moteur. Ainsi, la conductivité thermique de ces huiles est un facteur important : plus l’huile sera conductrice, plus elle contribuera à évacuer efficacement la chaleur dégagée par le moteur.
Nous avons donc réalisé des mesures de conductivité thermique au sein de notre laboratoire d’essais sur 3 huiles moteur de différentes marques. Pour cela, nous avons utilisé le LAMBDA, appareil idéal pour la mesure de liquides.
Analyseur de conductivité thermique des liquides
Le LAMBDA est un analyseur thermique spécialement conçu par Flucon pour mesurer les liquides et les pâtes. La gamme de mesure de cet appareil s’étend de 0.01 à 2 W/mK, pour des températures de mesures allant de -50°C et +300°C. Rapide et simple d’utilisation, le LAMBDA vous permet de mesurer la conductivité thermique de vos liquides en moins de 2 secondes avec une grande précision (< 5%). L’appareil suit la norme internationale ASTM D7896 – “Standard Test Method for Thermal Conductivity, Thermal Diffusivity, and Volumetric Heat Capacity of Engine Coolants and Related Fluids by Transient Hot Wire Liquid Thermal Conductivity Method”.
Le LAMBDA est un instrument de mesure de la conductivité thermique et de la diffusivité thermique des liquides et des pâtes, développé par la société allemande Flucon. Il permet de réaliser des mesures rapides et fiables sur vos échantillons.
Calibration de l’analyseur de conductivité thermique des liquides
L’appareil est vendu calibré. Cependant, il est également possible de le calibrer avec un liquide de calibration de votre choix (par exemple, de l’eau distillée – λ = 0.6 W/mK). La calibration s’effectue manuellement soit directement en façade de l’appareil LAMBDA à l’aide du bouton poussoir, soit via le logiciel sur une série de mesures. Cette étape de calibration garantit à l’utilisateur des mesures d’une grande précision (< 5%).
Réalisation des essais de conductivité thermique de différentes huiles moteur
Lors d’un essai avec le LAMBDA, l’opérateur commence par verser une petite quantité de liquide à mesurer dans le porte-échantillon prévu à cet effet (environ 40 ml). Ensuite, il insère la sonde LAMBDA dans le porte-échantillon et visse l’ensemble. La sonde de mesure est composée d’un fil chauffant (L = 40 mm) et d’un capteur de température. L’opérateur doit s’assurer que ces deux éléments sont bien en contact avec le liquide dans le porte-échantillon. Une fois la mise en place terminée, il faut attendre une dizaine de minute que le système se stabilise en température avant de réaliser les essais. Pendant l’essai, un courant continu (q en W.m-1) circule dans le fil, élevant sa température. La conductivité thermique (λ en W.m-1.kg-1) est calculée à partir de la pente (p) de la courbe donnant l’élévation de la température du fil en fonction du logarithme du temps.
λ = q / 4πp avec q ≡ R.I² / L
Conductivité thermique de différentes huiles moteur
Nous avons mesuré la conductivité thermique de 3 huiles moteur différentes. L’opérateur a attendu 10 minutes entre chaque essai. Cette étape est importante pour laisser le temps au système de retrouver son équilibre thermique (condition isotherme). A l’aide du logiciel fluconLAM, l’opérateur a ensuite calculé la moyenne de ces valeurs pour minimiser l’erreur de mesure. Nous avons regroupé les résultats dans le tableau ci-dessous.
| Huiles moteur mesurées | Type d’huiles moteur | Conductivité thermique mesurée (W/m.K) | Incertitude 5% (W/m.K) |
|---|---|---|---|
| SHELL | 5W30 | 0.143 | 0.007 |
| TECH9 | 5W30 | 0.140 | 0.007 |
| TOTAL | 5W30 | 0.139 | 0.007 |
Tableau 1. Conductivités thermiques de différentes huiles moteur. Les valeurs moyennes affichées ont été calculées sur la base des 10 essais pour chaque huile.
Conclusion
D’après les résultats obtenus, les conductivités thermiques des 3 échantillons d’huiles neuves sont très similaires. La simple mesure de conductivité thermique ne permet donc pas de les différencier. Ce constat est rassurant pour nos moteurs car il signifie qu’en terme de performance thermique, ces 3 huiles neuves ont des performances équivalentes. Il serait intéressant de faire la même étude sur ces huiles après différentes durées d’utilisation.
Pour en savoir plus sur cet analyseur thermique, retrouvez toutes les informations et spécifications de ce produit sur notre page internet dédiée au LAMBDA. Vous pourrez également y télécharger une plaquette ou demander un devis.
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