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L’huile pour moteurs à gaz : un choix crucial pour assurer la fiabilité des unités de cogénération

On n’imagine pas à quel point les lubri­fi­ants sont des pro­duits tech­nologiques qui jouent un rôle pri­mor­dial dans le bon fonc­tion­nement des unités de cogénéra­tion. Michael Guel­ck, Lubri­cants Busi­ness Devel­op­er chez Chevron pour la mar­que Tex­a­co HDAX et spé­cial­iste inter­na­tion­al des moteurs à gaz depuis plus de 30 ans, nous explique les enjeux pour les opéra­teurs d’une instal­la­tion de cogénération.

Des moteurs à gaz de plus en plus exigeants

La course au ren­de­ment des instal­la­tions de cogénéra­tion est per­ma­nente. Depuis 30 ans, les fab­ri­cants de moteurs à gaz n’ont cessé d’améliorer les per­for­mances de leurs moteurs avec pour con­séquence des moteurs bien plus économiques et plus per­for­mants que les mod­èles d’il y a 30 ans, mais égale­ment bien plus exigeants.

Il faut se ren­dre compte que ces moteurs mod­ernes sont soumis à des pres­sions et à des tem­péra­tures extrêmes, de l’ordre de 4 fois supérieures à celles d’un moteur diesel auto­mo­bile ! Autre paramètre à pren­dre en con­sid­éra­tion : la com­plex­ité des instal­la­tions, avec des moteurs cou­plés à des échangeurs ther­miques, qui recy­clent l’énergie pro­duite, et à des catal­y­seurs, pour respecter les normes antipol­lu­tion de plus en plus strictes. Des équipements sen­si­bles à l’encrassement par les cen­dres présentes dans les addi­tifs des huiles.

Le rôle des lubri­fi­ants est aujourd’hui cen­tral dans la ges­tion moteur des unités de cogénéra­tion pour assur­er le bon fonc­tion­nement de cette mécanique bien huilée. Mais gare aux car­ac­téris­tiques de l’huile, car un indice de basic­ité (TBN – Total Base Num­ber) insta­ble ou une huile à teneur en cen­dres sul­fatées trop impor­tante peut engen­dr­er des pannes coû­teuses et lour­des de con­séquences, des risques dont trop peu d’opérateurs d’installations sont conscients.

L’huile pour moteurs à gaz, une huile par­ti­c­ulière­ment technique

Les défis à relever pour une huile de moteur à gaz sont mul­ti­ples. Bien enten­du, elle doit rem­plir le rôle clas­sique d’une huile, à savoir lubri­fi­er, éviter les dépôts et veiller à ce que la cham­bre de com­bus­tion reste pro­pre. Au-delà de ces préreq­uis, l’huile pour les moteurs à gaz doit aller plus loin pour faire face aux prob­lèmes liés aux car­ac­téris­tiques du biogaz, à savoir un car­bu­rant à la qual­ité variable.

L’huile doit garan­tir la sta­bil­ité ther­mique, maîtris­er l’oxydation et offrir une bonne réten­tion du TBN. Elle doit pou­voir neu­tralis­er l’acidité provenant du gaz tout en garan­tis­sant la per­for­mance du moteur. Toute la dif­fi­culté réside dans l’équilibre entre la sta­bil­ité du TBN et le taux de cen­dres sul­fatées con­tenu dans les addi­tifs, les deux paramètres étant intime­ment liés.

La sta­bil­ité du TBN, un indi­ca­teur fondamental

L’indice de basic­ité, et plus par­ti­c­ulière­ment sa sta­bil­ité, est une car­ac­téris­tique tech­nique très impor­tante de l’huile à laque­lle les exploitants d’installations de cogénéra­tion doivent être atten­tifs. Beau­coup de fab­ri­cants d’huile expliquent à leurs clients que pour qu’une huile lutte effi­cace­ment con­tre la pro­duc­tion d’acide sul­fu­rique qui attaque les par­ties métalliques du moteur, l’indice TBN doit être élevé (de l’ordre de 9 ou 10), car cette valeur a ten­dance à chuter rapi­de­ment au fil du temps, ce qui a une inci­dence sur la durée de vie de l’huile. En réal­ité, le prob­lème n’est pas tant la valeur élevée du TBN de l’huile lorsqu’elle est neuve que sa sta­bil­ité dans le temps. Une valeur de TBN haute n’est pas un gage de qual­ité de l’huile, car ce choix implique une teneur en cen­dres sul­fatées moyenne ou haute de l’huile pour neu­tralis­er les acides. Or, ces cen­dres sul­fatées con­tenues dans l’huile ont un impact néfaste direct sur l’échangeur ther­mique ou le catal­y­seur de l’installation qui, à la longue, peu­vent se col­mater et être à l’origine de pannes coûteuses.

Une teneur en cen­dres sul­fatées inférieure à 0,6 %, la clé pour réduire le risque de pannes

Plus la teneur en cen­dres sul­fatées est impor­tante, plus cela engen­dre de dépôts dans les sys­tèmes de post-traite­ment. Des cen­dres fines se déposent dans le catal­y­seur et dans l’échangeur ther­mique avec pour con­séquence une pres­sion à l’échappement qui aug­mente et une effi­cac­ité du moteur qui dimin­ue. Si la pres­sion devient trop forte, les risques de gros dom­mages pour le moteur sont réels.

Par ailleurs, lorsque le TBN est élevé, la teneur en cen­dres sul­fatées doit être rel­a­tive­ment élevée – de l’ordre de 1 % – afin de pou­voir neu­tralis­er les acides. Cepen­dant, les cen­dres sul­fatées ren­dent le TBN insta­ble et font chuter sa valeur. Plus la con­cen­tra­tion en cen­dres sul­fatées est impor­tante, plus la valeur du TBN va chuter rapi­de­ment. Cela a une inci­dence directe sur la durée de vie de l’huile et les inter­valles de vidan­ges, car les fab­ri­cants de moteurs à gaz pré­conisent de chang­er l’huile lorsque le TBN atteint 50 % de sa valeur initiale.

La tech­nolo­gie très avancée util­isée dans la for­mu­la­tion des huiles Tex­a­co HDAX per­met de pro­pos­er des huiles avec une teneur en cen­dres inférieure à 0,6 %. Les dernières huiles pour moteurs à gaz Tex­a­co, que ce soit la Tex­a­co HDAX 9200 ou la Tex­a­co HDAX 9500, sont des huiles à faible teneur en cen­dres sul­fatées. Leur TBN est respec­tive­ment de 4,2 et de 5,4, mais il est très sta­ble dans le temps. C’est là le véri­ta­ble indi­ca­teur de qual­ité de l’huile pre­mi­um que Tex­a­co HDAX pro­pose à ses clients. 

Plus d’informations sur :
https://fr.texacolubricants.com/

À propos de l'auteur

Michael Guelck

Lubricants Business Developer chez Chevron pour la marque Texaco HDAX.

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