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février 2018

Les graisses industrielles

Un rouage crucial de la maintenance

Maillon incontournable de la maintenance de certains mécanismes, les graisses industrielles sont surtout commercialisées en direct, notamment lorsqu’il s’agit de volumes importants. Elles profitent de formulations de plus en plus performantes en mesure de répondre aux attentes des clients, en termes de durée de vie de leurs équipements et de réductions de leurs coûts de maintenance. Un conseil à valeur ajoutée que sont en mesure d’apporter les distributeurs de négoce technique et de FI, avec l’appui technique des marques.

Les graisses font incontestablement figure de petit Poucet sur le marché des lubrifiants. Dans le monde, elles représenteraient 5% du marché des lubrifiants, face aux huiles qui comprennent, il est vrai, les volumineuses huiles hydrauliques et huiles pour le secteur automobile. 

En France, les ventes de graisses dans le secteur industriel s’élèveraient à 19 000 tonnes (7 000 tonnes pour le secteur automobile) sur un total lubrifiants estimé aux alentours de 160 000 tonnes, tous secteurs confondus. Ce chiffre traduit une certaine forme même si les fabricants ne se font guère d’illusions quant à l’essor futur de ce marché en volume. Les équipements sont en effet devenus plus performants, donc moins gourmands en lubrifiants. Et le nombre des entreprises utilisatrices n’est pas en croissance. 

Dans le même temps, les entreprises sont de plus en plus enclines à conserver le plus longtemps possibles leurs machines, ce qui implique un développement de la maintenance et le recours à un lubrifiant. Huile ou graisse ont donc encore de beaux jours devant elles d’autant qu’elles évoluent vers des matières premières et formulations permettant aux industriels de préserver leurs équipements dans la durée et de réduire les fréquences de maintenance. Si les volumes ne progressent pas, les ventes gagnent peu en peu en plus-value technique. 

Comme le marché des huiles, les ventes de graisses industrielles passent essentiellement par le direct, avec une mainmise des pétroliers et grands industriels du graissage, pour des questions de volumes essentiellement. Certains fabricants de machines préconisent également une graisse d’une marque spécifique, qu’ils commercialisent eux-mêmes. Dès que l’effet volume se ressent moins et que le client a donc moins intérêt à mener une politique d’achat privilégiant le direct, la distribution, plus particulièrement le négoce technique, a son mot à dire. On y retrouve certains industriels du pétrole, comme Fuchs, des industriels et spécialistes de la lubrification comme Molydal ou encore ITW, dont les marques Jelt et Rocol sont exclusivement commercialisées à travers la distribution. 

Une lubrification sous contrainte 

Même si ses applications sont moins nombreuses que l’huile, la graisse a une place à part entière dans la famille des lubrifiants puisqu’elle est dédiée à des situations où l’huile ne pourra pas grand chose. Globalement, une graisse est composée d’une huile et d’un savon, auxquels peuvent s’ajouter des additifs. Pas de doute, c’est bien l’huile qui assure la fonction de lubrification. En revanche, la grande force de la graisse est d’une part, de rester en place sur le point d’application contrairement à l’huile qui coule et d’autre part, de retenir cette huile ainsi que les additifs, un peu à l’image d’une éponge. Lorsqu’une pression s’effectue sur le produit, sous l’effet d’une contrainte (charge, température, vitesse, chaleur...), l’huile et les additifs se libèrent de façon optimale, permettant la lubrification.

Ses caractéristiques prédisposent donc la graisse à des systèmes non étanches et aux pièces en mouvement. Difficile de lubrifier des roulements, des galets, des paliers, des câbles et autres articulations avec de l’huile, susceptible d’être projetée partout. Sur un roulement par exemple, la graisse qui ne sèche pas permet au lubrifiant de se diffuser de manière régulière et progressive, au profit de la durée de vie de la pièce.

La graisse convient également aux circuits fermés, dont les éléments ne sont accessibles que par des points de graissage et que l’huile ne pourrait atteindre précisément. Elle est également utilisée pour lubrifier et protéger les équipements mécaniques, lorsque des problèmes liés au manque d’espace rendent l’usage de l’huile difficile, pour des applications de lubrification à vie ou lors de charges très élevées. 

L’huile minérale de plus en plus raffinée

Élément de base, constituant environ 85% d’une graisse, l’huile peut être de trois catégories : minérale, synthétique ou végétale.

Selon les spécialistes, la qualité des huiles minérales, donc les huiles issues de dérivés pétroliers, est étroitement liée au type de pétrole brut utilisé, au degré de raffinage et au processus de transformation mis en œuvre. Ainsi, selon le degré de distillation dont elles ont bénéficié, les huiles minérales sont classées dans des groupes allant de 1 à 3, ce dernier rassemblant les produits les plus raffinés et donc offrant les propriétés les plus élevées, s’approchant de celles des huiles synthétiques en termes d’extrême pression, de résistance à la charge, etc. 

Traditionnellement orienté sur les huiles de groupe 1, le marché français tend ainsi à évoluer au profit des huiles de qualités plus élevées issues des groupe 2 et 3. Pour preuve, en 2015, 45% des huiles de base proviennent du groupe 1, contre 75% dix ans plus tôt, 33% du groupe 2 et 13% du groupe 3 (cinq groupes au total). A noter, de façon générale, plus une huile est raffinée, plus elle est claire, propriété également inhérente aux huiles synthétiques.

Huiles synthétiques et végétales dans la tendance

Pour des raisons essentiellement de coûts, les formulations à base de pétrole occupent une place prépondérante sur le marché, à hauteur de 70 ou 80% des volumes. Néanmoins, la tendance est favorable aux huiles synthétiques.

Obtenues par synthèse chimique, elles constituent souvent des produits de plus haute technologie, bénéficiant notamment d’une plus grande tenue dans le temps, résistant notamment mieux aux dépôts et à l’oxydation. Elles présentent également une grande plage de températures, pouvant résister à de fortes chaleurs et à des températures très basses, donnée non négligeable par exemple pour certains industriels alimentaires ou dans l’aviation.

Présents sur le marché depuis plusieurs décennies, les produits biodégradables sont eux-mêmes issus d’huiles synthétiques, à partir d’esters organiques ou d’huiles végétales. Mais en raison de leur surcoût, ils se développent doucement en dehors de certains secteurs d’activité directement en prise avec les questions environnementales ou opérant à l’extérieur avec un risque de pollution de l’eau et des sols, comme par exemple les barrages hydrauliques, la motorisation des écluses, le secteur du rail et bien entendu tout le maritime – les États-Unis ont même interdit aux bateaux qui ne sont pas entretenus avec des produits biodégradables de traverser leurs eaux territoriales. En règle générale, la demande pour des graisses dont l’impact sur l’environnement est réduit ou neutre reste encore faible. 

Notons ici qu’un produit est rarement intégralement biodégradable. La norme européenne OECD 301 B précise effectivement leur taux de biodégradabilité sur un laps de temps donné. Certains peuvent être également dotés de l’écolabel européen. 

En termes de sécurité, citons également les graisses destinées à l’industrie agro-alimentaire, qui peuvent être agréé NSF, sans altération de l’aliment lors d’un contact fortuit avec la graisse, ou NSF H1, autorisées pour un contact permanent. Il s’agit dans la plupart des cas d’huiles synthétiques.

Concernant les questions d’innocuité vis-à-vis de l’opérateur de maintenance, elles sont peu en vigueur dans les graisses, l’utilisation de ce type de lubrifiant étant moins fréquente qu’une huile et surtout du fait de la présence du savon parmi ses composants. 

Savons de plus en plus complexes 

L’épaississant qui retient l’huile est appelé savon car il obéit à un méthode de saponification. C’est lui qui va donner à une graisse toute sa différence.

Plusieurs catégories de graisses existent sur le marché. Les graisses à savon simple sont composées d’un acide gras, une substance paraffinée et tirée de graisses animales ou d’huiles végétales, et d’une base qui peut être, elle encore, de différentes sortes. Les graisses à base d’hydroxydes de métal sont les plus importantes. Elles comprennent le lithium, le calcium, l’aluminium, le baryum et le sodium. 75% des graisses utilisées sur le marché sont aujourd’hui à base d’un savon simple. Dans certaines graisses, l’épaississant n’est plus un hydroxyde de métal mais un composé inorganique, comme les argiles, gel de silice, bentonite généralement utilisés pour fabriquer des graisses hautes températures, ou d’esters organiques, qui autoriseront des plages de températures d’utilisation extrêmes.

Les graisses à savon complexe mettent en scène des acides gras et des bases différentes. Elles peuvent être formulées à partir d’un acide gras et de deux bases, par exemple le lithium et le calcium, chacune apportant ses caractéristiques. Les graisses à savons complexes de lithium ou de calcium s’utilisent notamment pour la lubrification des roulements fonctionnant à haute température. Elles peuvent être également le produit de deux acides gras mis en réaction avec une base, apportant souvent une réponse précise à une contrainte importante. Ainsi, à partir du même hydroxyde, en variant l’acide gras, les laboratoires peuvent obtenir une graisse en mesure de faire face à un roulement qui tourne à très haute vitesse ou qui résiste fortement à la charge. 

Le choix du savon dépend donc des exigences de l’industriel et des contraintes auxquelles est confronté le mécanisme : humidité intensive, hautes températures, basses températures, fortes charges à vitesse lente ou à l’inverse à vitesse élevée, résistance à l’usure, à l’extrême pression, etc.

 Additifs : le petit plus

Si les savons présentent naturellement en eux-mêmes nombre de propriétés (par exemple bonne protection antirouille avec l’aluminium, à l’eau avec le calcium...), les additifs vont permettre d’améliorer certaines caractéristiques lors de l’utilisation : abaissement du point d’écoulement, limitation des dépôts... Ils se déclinent en deux catégories, les additifs solubles (anti-oxydants, anti-usure, antirouille, extrême pression...) et les additifs solides (graphite, bisulfure de molybdène, PTFE, silicone, paraffine, détergents, dispersants...). Ils ne représentent pas plus de 5% de la composition d’une graisse.

De nature marron, la graisse peut également être dotée de pigments qui vont lui donner sa couleur. A part, notamment, la couleur noire qui dévoile la présence de graphite, les autres couleurs (bleue, orange, verte...) ont pour vocation de différencier les graisses les unes des autres et donc éviter les mélanges peu opportuns. L’opérateur sait ainsi que la graisse bleue est destinée à tel endroit, la orange à un autre. Ces coloris dépendent des marques.

Question de grade

Les graisses affichent ainsi de nombreuses caractéristiques, soumises à des tests normés, parmi lesquelles leur consistance, qui traduit le degré de fermeté d’une graisse. Selon les spécialistes, une consistance adéquate permet à la graisse de rester dans le roulement sans produire trop de frottement. Elle est classée selon un grade, autrement dit une échelle mise au point par le NLGI (National Lubricating Grease Institute), allant du 000 (très fluide) au 6 (très dure). De 70 à 80% des graisses industrielles disposent d’un NLGI 2 (consistance molle). 

La plage de température de fonctionnement adéquate pour la graisse s’échelonne, elle, de la limite inférieure de température (LTL) à la limite de performance de température supérieure (HTPL). LTL est la température la plus basse à laquelle la graisse permet au roulement de démarrer sans difficulté. Sous cette limite, la lubrification est insuffisante et peut entraîner des défaillances. Au-dessus de la limite HTPL, la graisse se dégrade de manière incontrôlée et sa durée de vie ne peut pas être déterminée avec précision. Généralement, une graisse ne peut supporter plus de 250 ou 300°C.

Le point de goutte est une indication de sa résistance à la chaleur. C’est la température à laquelle elle passe de l’état semi-solide à l’état liquide. 

La viscosité reflète la résistance de la graisse à l’écoulement. Cela confère au produit final de bonnes propriétés de résistance aux hautes températures.

Les performances extrême pression sont  mesurées avec le test de charge de soudure des quatre billes. Trois billes en acier sont disposées dans une coupelle et une quatrième bille tourne autour à une vitesse donnée. Une charge de départ est appliquée et augmentée par intervalles prédéterminés jusqu’au grippage puis la soudure de la bille en rotation avec les billes fixes. L’usure se formant sur les trois billes est mesurée. Les graisses extrême pression donnent généralement des valeurs supérieures à 2 600 N. 

De l’aérosol au container 

Côté conditionnement, la diversité s’impose depuis les aérosols, en passant par les cartouches de 400 g, les boîtes d’1 kg, les pots de 5 kg, les seaux du 18 ou 20 kg, les tonnelets de 50 kg, les fûts de 180 kg jusqu’aux containers d’une tonne, qui passent essentiellement par le direct. Les conditionnements les plus importants reposent souvent sur une installation automatique permettant d’amener la graisse sur son point d’application, sachant que l’application manuelle reste très importante au niveau des graisses, même si en volume, elle ne représente pas grand chose. 

Sur les boîtes de 5 kg, la mise en oeuvre peut se faire au pinceau. Elles peuvent aussi contribuer à remplir une pompe à graisse, manuelle ou automatique. Les cartouches sont légion dans la distribution, avec un poids de 400 g, voire de 370 à 700 g selon la densité de la graisse, sachant que le format est standardisé pour convenir au pistolet applicateur. Ces derniers, achetés en négoce, sont commercialisés par tous les fabricants de graisse, et sont plus au moins sophistiqués, allant du simple diffuseur de graisse aux applicateurs qui dosent précisément le lubrifiant et éviter un sur-graissage dommageable pour l’élément mécanique, en passant par les systèmes sur roulettes avec une pompe pneumatique qui permettent à l’opérateur de maintenance d’aller et venir dans l’usine. 

Les aérosols sont eux destinés à des applications bien particulières, notamment pour les endroits difficiles d’accès ou lorsqu’il s’agit de pénétrer à l’intérieur du mécanisme. Précis dans son application, pouvant projeter le produit à distance, l’aérosol permet ainsi de liquéfier la graisse, de façon à ce qu’elle pénètre bien dans le mécanisme. Après l’évaporation du gaz propulseur, elle reprend sa qualité d’origine. Un aérosol peut ainsi accepter des graisses dotées d’un grade NLGI allant jusqu’à 2. 

Une écoute du besoin client

Si dans de nombreuses applications les graisses basiques suffisent, les fabricants accompagnent souvent leurs distributeurs lors de tournées chez leurs clients afin de bien prendre en compte les contraintes de l’application mais aussi de les écouter dans leurs attentes. Si le client est confronté à un roulement qui casse en permanence, une graisse à plus forte valeur ajoutée pourra lui apporter une solution en termes de durée de vie du mécanisme et d’arrêts de production, dont les bénéfices lui sont immédiatement perceptibles, même si la graisse est plus onéreuse. 

Au delà d’une durée de vie allongée des équipements, le choix d’une graisse adaptée est également en mesure de générer des gains pour les chefs d’entreprise, à commencer par la réduction des fréquences de graissage qui impacte directement les coûts de maintenance et donc le coût de revient de la pièce finale. « Notre métier a changé », confirme le commercial d’une marque spécialisée dans la lubrification. « Nous ne sommes plus des vendeurs mais des prescripteurs dont les produits sont vecteurs d’économies pour le client. Aujourd’hui, nous montons des plans de progrès avec le client qui permettent de bien évaluer ses gains, même si le prix de la graisse est plus élevé. »     

Agnès Richard

 

ITW Spraytec / Jelt
GRAISSE MoS2

Base huile : minérale
Savon : lithium
Additifs : bisulfure de molybdène
Viscosité : 119 cSt à 40°C 
Grade NLGI : 2
Plage de températures : -20°C à +180°C
Point de goutte : 193°C 
Charge E.P. (Kg) : 250 kg 
Tenue à la vitesse : moyenne
Conditionnement : aérosol

Autres éléments techniques : Assure une lubrification des paliers, roulements, chaînes et engrenages soumis à des températures et des charges modérées, mais confrontés à des chocs, vibrations, oscillations et tribocorrosion.

 

Pluho - Aexalt
​GRAISSE MARINE-1560

Base huile : minérale 
Savon : lithium
Additifs : contient un agent anti-oxydant, un agent d’adhérence
Grade NLGI : 2
Plage de températures : -20°C à +140°C
Point de goutte : 180°C (NFT 60102)
Charge : test Shell 4 billes soudure : 315 ASTM D2596
Normes/Homologations/certifications : norme marine ASTM 7420 B
Conditionnement : aérosol 650 ml brut

Autres éléments techniques : Graisse WR (Water Repellent)
Couleur : verte
Pénétrabilité à 25°C : 265-295 (NFT 60132) 
Gaz propulseurs ininflammables

 

WD 40
SPECIALIST GRAISSE BLANCHE

Savon : lithium
Plage de températures : -18°C à + 145°C
Point de goutte : + 118°C
Charge : 567 kg
Normes : NSF Catégorie H2, n°145376
Conditionnement : aérosols 400 ml

Autres éléments techniques : 0% de corrosion en 72 heures

 

 

 

Euracier
GRAISSE MOLYBDENE / 7041

Additifs : bisulfure de molybdène
​Viscosité : 0,7 
Plage de températures : -5 à +232°C
Point de goutte : 193°C 
Tenue à la vitesse : très bonne
Conditionnement : aérosol  520 ml

 

 

CRC Industries / KF
Graisse Multifonctions KF (réf. 9510)

Base huile : minérale
Savon : graisse blonde à base de polymères de synthèse de savon de lithium 
Additifs : antioxydants, anti-usure et anti-corrosion
Grade NLGI : 2 
Plage de températures : -30°C à +130°C
Tenue à la vitesse : bonne stabilité, résistance aux vibrations
Conditionnement : aérosol de 650 ml brut / 400 ml net,
tube de 100 ml, cartouche de 400 g, pot de 1 kg et 5 kg

Autres éléments techniques : 95% de produit actif (propulsé au CO2) 
Lubrification de toutes pièces ou systèmes en mouvement : roulements, galets, paliers, câbles, articulations...

 

Fuchs
Graisse GS 80

Base huile : minérale
Savon : aluminium complexe
Additifs : polymère / EP / AW
Viscosité : 170 mm²/s 
Grade NLGI : 1
Plage de températures : -20°C / + 150°C
Point de goutte :  >210 °C
Charge E.P. (Kg) : 2 800 N
Tenue à la vitesse : moyenne
Conditionnement : aérosol, cartouche de 400 gr, boite de 0,9 kg, seau de 5 kg, tonnelet de 50 kg, fût de 180 kg

 

Autres éléments techniques :  forte résistance et protection à l’eau

 

Molydal
​SCA 200

Base huile : minérale
Savon : sulfonate de calcium
Viscosité : 330 Cst
Grade NLGI : 2
Plage de températures : -25°C à +180°C
Point de goutte : > 300°C
Charge E.P. (Kg) : 500
Conditionnement : cartouche, tonnelet 50 kg, fût 200 kg

Autres éléments techniques : Ne contient pas de métaux lourds considérés comme nocifs pour la santé humaine et l’environnement.
Particulièrement adapté aux contraintes mécaniques extrêmes rencontrées en sidérurgie, papeterie, sucrerie cimenterie, milieu offshore... 
 

 

Lubrication Engineers
​1275 ALMAPLEX Graisse EP

Savon : complexe d’aluminium
Additifs : Almasol (haute température, fortes charges)
Viscosité : ASTM D445 100°C : 17,5 cst / 40°C 210 cst
Grade NLGI : 2
Plage de températures : -29°C à 177°C
Point de goutte :  232°C
Charge : Timken (en livres) 45
Tenue à la vitesse : 10 000 Rpm
​Conditionnement : cartouches de 400 g / seau 15,9 Kg

Autres éléments techniques : Convient au aux moteurs électriques et aux systèmes centralisés, haute vitesse, extrême pression, résistance à l’eau
Haute température
Basse température

 

Ampere System
​Graisse MoS2

Base huile : minérale
Savon : savon de lithium
Additifs : bisulfure de molybdène
​Viscosité : non déterminé
Plage de températures : -30°C / + 130°C
Charge : très élevée
Tenue à la vitesse : faible
Conditionnement : aérosols 520 ml

Autres éléments techniques : Produit à forte teneur en bisulfure de molybdène permettant une résistance optimale aux fortes charges. Résistance à l’eau et aux chocs. Protection des pièces métalliques en mouvement.